Армирование столбов фундамента: Армирование столбчатого фундамента своими руками

Армирование столбчатого фундамента своими руками

Не всегда заливка ленточного монолитного фундамента на глубину промерзания является верным решением.

Плитный вариант максимально пригодится в строительстве второстепенных помещений на участке: капитальные беседки, хозяйственные постройки, веранды, летние кухни, гаражи.

Остается третий ключевой тип фундамента: свайный или столбчатый. В силу специфических особенностей не в каждой местности и не каждый дом можно воздвигать на столбах. В работе используется кирпич или металл. Установка на столбах относится к менее затратному варианту с точки зрения времени и денежных расходов.

Зачем делать армирование

Принцип столбчатого фундамента сводится к тому, что свая проходит все слабые грунты выше промерзания. Опорная часть закладывается непосредственно на более надежный грунт ниже глубины промерзания.

На проблемных почвах столбики в скором времени могут начать гулять, изменяя свое месторасположение и вертикальность.

Чтобы основание дома было надежным и функциональным долгие годы, обязательно делается армирование фундамента. Один из принципов монтажа каркаса — придерживаться строгого соответствия проекта. А, чтобы совсем быть уверенным в правильности чертежей, проект можно отдать независимым экспертам.

Какого диаметра нужна арматура

Когда интересуются размерами, надо хорошо понимать, что заложить можно любой вариант, включая 40 мм.

Оптимальный диаметр для хомутов составляет 6-8 мм. Для продольной арматуры нужны размеры 10-12 мм.

По центру устанавливается металлическая шпилька с крюком на конце, которая заливается в бетон для лучшей фиксации.

Расчет количества арматуры

Основной принцип армирования — следовать расчету, если хотите получить рациональное решение и не тратить деньги зря. Недостача и переизбыток в равной степени предполагает дополнительные расходы.

На один 2-х метровый столб требуется четыре двухметровых стержня, всего 8 метров. Плюс четыре стержня по 0,4 метра тонкого не рифленого изделия, всего 1,2 метра. Чтобы узнать конечный результат, полученные данные перемножаются на количество столбов по проекту.

Если диаметр сваи меньше 200 мм, берутся три десятимиллиметровых стержня. Количество зависит от размера опалубки. Вертикальные прутки соединяются между собой гладкими стержнями сечением 6 мм.

Чтобы понять, какую заложить арматуру фундамента, необходимо собрать нагрузки и вывести точный показатель.

Изготовление конструкции

Армирование производится в местах изгиба: сверху и снизу. Конструкция располагается, как можно, ближе к поверхности, оставляя 5 см на защитный слой бетона. Стержни устанавливаются горизонтально. Их объединяют в пространственный каркас с помощью поперечных конструктивных стержней.

Между собой продольные элементы стыкуются внахлест вязальной проволокой. Если берется стержень 12 мм, нахлест составит 25-30 см.

Для армирования каркаса необходимо:

• Подготовить шаблон для продольной арматуры;
• Изготовить соединительные петли-хомуты для армирования;
• Связать продольную арматуру поперечными хомутами.

Шаблон можно сделать из двух кусков плотной фанеры с использованием саморезов. Делается четыре отверстия, после чего хомут подгоняется к шаблону. Если действовать наоборот, хомут может не войти по размерам в шаблон.

Разметка производится по углам с арматурой 12 мм для будущего ростверка. Потом подсоединяется элемент размером 6 мм. Потребуется линейка, уголок, ручка, маркер. В проделанные отверстия шаблона с четырех сторон по углам вставляется 12 мм-арматура и крепится фиксаторами. Учитывается особенность: бетонный раствор, поступающий из миксера, должен попадать и заполнять низ конструкции.

Как связать арматуру

Делается замер проволок в диаметре 6 мм. Понадобится две стороны: ширина и длина, отмечается маркером или мелом. Заготовку для хомутов сгибают по обозначенным меткам. Готовый хомут прямоугольной формы примеряется на шаблон с четырьмя длинными арматурами.

Арматуру для каркаса столба вяжут простейшими способами. Гнуть хомуты можно на специальном приспособлении. К стене крепятся два уголка по длине стенки хомута. Между ними оставляют расстояние, равное по размеру арматуре, которая будет использована.

Каркасы связываются миллиметровой проволокой и соединяется между собой в три раза более толстой проволокой, что обеспечивает хорошую жесткость и прочность.

Если брать ленту высотой 45 см и шириной 35 см, на обноску ставится четыре прута 12 мм. На них сразу насаживаются хомуты. Их количество составляет около трехсот штук, гнуть придется заранее.

• С шагом 20 см делается разметка широкой арматуры;
• Расставляются ровно хомуты;
• Стержни укладываются на специальные приспособления, вяжется верхняя сторона;
• Спицы соединяются между собой специальной вязальной проволокой по направлению резьбы;
• Согнутая пополам проволока пропускается снизу в местах пересечения элементов;
• Крючком (можно самодельным), вставленным в шуруповерт, захватывается проволока снизу и аккуратно закручивается.

Так вяжутся все узлы. В местах скрепления хомутами, проволока сгибается пополам, образуя петлю, и накрепко закручивается крючком. Хомуты связываются в местах соединения. Оставшиеся каркасы делаются аналогично.

Дополнительные советы

Первое время хорошо работать полуавтоматическими крючками. Крутить вручную не надо, проволока затягивается быстро. Но после непродолжительного периода использования на резьбе появляются изъяны, прутья застревают, все приходится докручивать вручную.

В больших объемах полуавтоматы не спасают при армировании.

• Обычный механический крючок стоит раза в три дешевле, легко вращается — работа без труда выполняется;
• Когда хомуты надеваются на шаблон, концы должны сидеть прочно, не болтаясь на длинных прутьях. Арматуру «шестерку» подгоняют по размерам;
• Если поставить пластиковые фиксаторы, песчано-цементный раствор не будет выпирать на стенки арматурной конструкции.

Вязать арматуру фундамента следует по направлению рифленой поверхности. В рифленой арматуре всегда обращают внимание на пазы. На ровные грани проволока плохо ложится и начинает скользить. По ребристой поверхности проволока никуда не сместится. Это особенно важно, когда дело дойдет до заливки бетона.

На строительном рынке представлено огромное количество технологий, но все они имеют единое начало — организация подошвы и опоры в фундаменте. Выбор способа определяется несущей способностью, стоимостью, особенностью типа грунта и эксплуатации конструкции в определенных климатических условиях.

Еще несколько советов даны в видео:

Столбчатый фундамент — это, вполне, подходящее решение для большинства частных домов. Стоимость обустройства значительно меньше, чем монолит ленточного фундамента. Меньше работ предстоит делать по рытью котлована, заливке бетона и армированию. Устройство столбов и легкая обвязка является классикой выполнения такого типа фундамента.

Арматура для столбчатого фундамента

Сегодня использование приемов армирования строительных конструкций из бетона и камня превратилось в классический технологический прием перераспределения и выравнивания части нагрузок от цементного камня к более пластичным и упругим металлическим или композитным закладным элементам. Сваи для столбчатых фундаментов промышленного применения давно изготавливаются из напряженного бетона и с закладкой арматуры. Для «частника» такие способы усиления столбов фундамента пока недоступны, так как требуют серьезных инженерных знаний и ресурсов. Поэтому на практике применяется простой вариант армирования столбчатого фундамента «add a resource» –дополнительного усиления бетонной основы закладкой стальных каркасов.

Что дает армирование столбчатого фундамента

Несмотря на внешнюю прочность и твердость, бетон в столбчатом фундаменте под нагрузкой ведет себя, как колкая и твердая субстанция, например, лед или стекло. Обладая солидным запасом прочности, бетонная столбчатая опора может разрушиться задолго до наступления предельного состояния только из-за неоптимального распределения нагрузок внутри отливки.

Арматура для столбчатого фундамента позволят решить несколько важных задач обеспечения прочности:

• Большая часть критически важных напряжений на поверхности столбчатой опоры переносится в более глубокие внутренние слои бетона и преимущественно воспринимается не камнем, а стальной арматурой;
• Армирующему каркасу удается эффективно соединить между собой два основных элемента столбчатого фундамента –железобетонный ростверк и бетонные столбчатые опоры;
• Благодаря арматуре ресурс железобетонных элементов фундамента вырос в разы по сравнению с обычной неармированной конструкцией.

Важно! В отдельных случаях использование арматуры позволяет избежать катастрофических последствий разрушения бетона. Вместо скачкообразного обрушения происходит медленное, пластичное расползание конструкции.

Как выполняется армирование столбчатого фундамента

Любые задачи построения оптимального каркаса из арматуры для любого типа фундамента слишком сложны, чтобы точные данные и рекомендуемые размеры стальных прутков, форму и глубину закладки в бетоне можно было получить из нескольких простых формул строительной механики. Расчет армирования столбчатого фундамента давно выполняется программным способом, с получением мощности и способа армирования, и даже построением эпюр напряжений по арматуре и бетонной основе столбчатого фундамента.

Для упрощенной оценки и повышения эффективности использования арматуры можно использовать следующие рекомендации:

1. Количество армирующего прутка в бетонном элементе определяют из зависимости — суммарного сечения арматуры в бетоне должно быть 0,2-0,25% от сечения балки или столбчатой опоры;
2. Оптимальное соотношение диаметра армирующего прутка к поперечному размеру балки составляет 1/20-1/25;
3. Закладные элементы арматуры укладываются в бетоне на расстоянии 2,5-3,5 см от поверхности балки;
4. Армирование столбчатых опор фундамента выполняется в виде пространственного каркаса, отдельные пруты перевязываются мягкой проволокой для фиксации их расположения в опалубке до заливки формы бетоном.

Важно! Перед бетонированием прутья арматуры должны быть очищены от окалины, краски и ржавчины, обработаны специальными антикоррозионными растворами на основе фосфорной кислоты.

Схема закладки арматуры в столбчатом фундаменте

Для армирования столбов используется вязаный каркас из горячекатаного прутка класса А-III с накатанными на поверхности ребрами сцепления с бетоном. Диаметр прутка выбирается в зависимости от диаметра столбчатых обор, оптимальное значение 8-10 мм. В столбчатом опорном элементе квадратного сечения обычно устанавливают четыре нитки арматуры по 10 мм, для круглого сечения оптимальным будет 6 прутков по 8 мм.

Опорная плита под столб усиливается сварной сеткой из 6-8 мм арматуры, при толщине закраин бетонной подошвы более 15 см армирование выполняется в два слоя.

Для отдельных видов столбов, например, с переменным, ступенчатым сечением, армирование может выполняться в виде двух или больше отдельных каркасов, вложенных коаксиально друг в друга и связанных между собой мягкой проволокой.

Для грибовидных столбчатых элементов допускается двойное армирование. Первый слой армирующих элементов выгибается из отдельных L- образных фрагментов, вертикальная часть арматуры равна высоте столба фундамента, выгнутая горизонтальная часть обрезается по диаметру опалубки. После закладки в пробуренную скважину отдельные элементы разворачиваются так, чтобы горизонтальные участки арматуры расходились радиально от центра к периферии подошвы столбчатой опоры. Далее в скважину устанавливается стандартный арматурный каркас, и весь объем заливается бетоном. Таким образом, получается очень прочный и стойкий к выдавливанию опорный элемент столбчатого фундамента.

Армирование железобетонного ростверка выполняется по схожей схеме. В придонной, срединной и в верхней части будущей бетонной балки укладывается по два-три металлических прута, диаметром 10 мм. На углах концы арматурных прутьев загибаются по ходу балки так, чтобы загнутая часть составляла не менее 20-22 см. Загибы соединяются с примыкающим куском арматурного прута с помощью сварки или проволочных петель.

Аналогичным способом выполняется сращивание арматурного каркаса столбчатых опор и горизонтальных ниток арматуры в ростверке. Бетон опоры не должен подниматься выше ¼ высоты ростверка. Каждую нитку выгибают под прямым углом и сваривают с горизонтальными прутьями каркаса ростверка. Любые другие способы соединения приводят к потере жесткости и эффективности армирования.

Как используется стеклопластиковая арматура в фундаментах

На сегодня о композитных видах арматуры существует огромное количество противоречивой информации. Во–первых, стеклопластиковая арматура гораздо удобнее и легче в работе, чем тяжелые стальные прутки. Во-вторых, модуль упругости у композитной арматуры выше, чем у стали, она более жесткая и менее пластичная. Существующие таблицы перевода утверждают, что прочность стеклопластика в 6 мм эквивалентна стали диаметром 8 мм. В теории армирование стеклопластиком должно обойтись не дороже стального варианта.

Кроме того, стеклопластиковая арматура не способна противостоять срезающим усилиям, а значит, для соединения композитных ниток в углах ростверка потребуется устанавливать переходные соединения.

Необходимо отметить, что стеклопластиковая арматура хорошо подойдет для армирования буронабивных свай и опор столбчатого фундамента. Материал арматуры не подвержен коррозии, не создает мостиков холода и способен воспринимать знакопеременные вертикальные нагрузки. Изгибающие и срезающие усилия для него запрещены. Это значит, что стеклопластиком можно армировать ростверк и опоры столбчатого фундамента при условии использования фирменных методов сращивания арматурных прутков под прямым углом с помощью специального приспособления. Если попытаться соединить стеклопластиковые нитки по аналогии с металлическими прутками, эффективность армирования снизится до 10-15% от проектной величины.

Заключение

Использование стальной или стеклопластиковой арматуры дает немалый прирост прочности, но только на оригинальных материалах. Попытки использовать композитную или стальную проволоку, не предназначенную для целей армирования, как правило, дают обратный эффект и приводят к разрушению бетонного тела фундамента.

Диаметр арматуры столбчатого фундамента. Арматура для фундамента. ArmaturaSila.ru

Портал о бетоне: калькуляторы, информация, производители.

BetonZone » Методы армирования и примерный расчет столбчатого фундамента

Методы армирования и примерный расчет столбчатого фундамента

Основным конструкционным материалом столбчатого фундамента является бетон. Он прочен, надежен, долговечен. Он выдерживает значительные нагрузки на сжатие, а потому основание дома остается целым на протяжении всего времени эксплуатации здания, независимо от давления грунта на него. Однако существуют еще нагрузки на растяжение и изгиб. Они возникают при давлении всей конструкции на подземную часть постройки. Кроме того в холодное время года, когда грунт промерзает на значительную глубину, заледенелая земля пытается вытолкнуть из себя столбы фундамента, когда как не промерзший грунт удерживает его внутри. Чтобы под подобными нагрузками основание дома не потеряло своей целостности, используется армирование столбчатого фундамента.

Способы армирования столбчатого фундамента

Сегодня в строительном мире существуют следующие виды армирования столбчатого фундамента:

• вертикальное – оно же и основное. Выполняется из ребристой арматуры, класса не ниже А-III. Толщина материала может лежать в пределах 10-15 мм. Данный показатель зависит от предполагаемых нагрузок на фундамент и вычисляется, исходя из табличных данных нормативной документации и полевых исследований. Фактурная поверхность арматуры обеспечивает улучшение ее степени сцепления с бетоном, что только усилит конструкцию. Вертикальная арматура проходит вдоль всего столба фундамента. В зависимости от площади сечения последнего вертикальных армирующих прутов может быть от 2 штук до 6 штук. Чем больше количество армирующих прутков содержит столб, тем равномернее распределится нагрузка на изгиб и растяжение, а следовательно долговечнее будет фундамент. Однако здесь нужно выполнять определенные требования к армированию столбчатого фундамента: армирующий каркас не должен проходить ближе, чем на 5 см к краю бетонного столба;
• горизонтальное – считается вспомогательным. Выполняется из гладкой арматуры, диаметром не более 6 мм. Она необходимо лишь для обвязки каркаса. В таком случае последний не потеряет свой первоначальной формы.

Чаще всего столбчатый фундамент заканчивается горизонтальным ростверком. Данная конструкция также подлежит армированию, так как на нее действуют переменные нагрузки. С одной стороны от тяжелых несущих и ограждающий конструкций здания, а с другой – от вспучивания грунта. Последние передаются от столбов основания строения. Армирование ростверка проходит по принципу усиления армирующим каркасом ленточного конструкции.

Совет. Диаметр лучей арматуры рассчитываются исходя из относительного содержания железных прутьев в бетонном столбе. Так, общее сечение арматуры не должно быть меньше 0,1% от общего сечения столба основания дома.

Нормативная документация по армированию столбчатого фундамента

Армирование столбового фундамента проходит согласно следующего ряда нормативных документов:

• СНиП 52-01-2003 о бетонных и железобетонных конструкциях;
• СНиП 2.01.07-85 о нагрузках и воздействии;
• СП 50-101-2004 проектирование и устройство различных оснований здания;
• СНиП 3.02.01-87 основания и фундаменты, другие земляные сооружения.

Пример расчета армирования столбчатого фундамента

Примерный расчет армирования столбчатого фундамента:
Согласно СНиПу 52-01-2003, для армирования стандартного двухметрового столба, диаметром 200 мм необходимо 4 стальных прута с площадью поперечного сечения каждого до 10 мм. Согласно стандартам такой каркас должен закрепляться в минимум четырех местах горизонтальным армирование. Оно выполняется проволокой 6 мм в диаметре.

Итак, для одного столба для вертикального армирования нужно 8 м ребристой арматуры, для горизонтального армирования 1,2 м обычной стальной проволоки. Если фундамент е из приведенных значений умножаем на 30. Получаем необходимую для армирования столбчатой основы длину стальной проволоки.

Вывод

Итак, для усиления столбчатого фундамента необходимо вертикальное и горизонтальное армирование. Усилению стальной проволокой подлежит и горизонтальный ростверк. Армирование проводится только в полном соответствии с нормативной документацией. Согласно установленным нормам проводятся и предварительные расчеты относительно требуемого количества арматуры.

Видео-обзор заливки столбчатого фундамента:

Основные особенности армирования столбчатых фундаментов с ростверком

Надежность и прочность столбчатого фундамента с ростверком во многом зависит от его правильного армирования. Рассмотрены особенности армирования столбчатого фундамента, последовательность работ при армировании, требования к арматуре, расположение арматуры в углах здания и на пересечении с несущими стенами. Также показаны нормативные документы, согласно которым ведется строительство и перечислены ошибки, которые не должны допускаться в ходе работ.

Особенности армирования столбчатого фундамента

Повышение крепости и надежности фундамента достигается его армированием. Бетон выдерживает большие нагрузки на сжатие. Изгибные или растягивающие усилия даже небольшие, разрывают его.

На столб фундамента действуют такие нагрузки:

• на сжатие – вес здания;
• на разрыв – зимой пучение грунта сжимает стенки столба и отрывает его вверх от подошвы;
• на излом/сдвиг, зимой – горизонтальные подвижки грунта при замерзании или летом – сдвиг плотного слоя по водонасыщенному или слабому грунту.

Для нагрузок на сжатие не армируют, а воздействие от пучения грунта полностью устраняют, обернув столб тремя слоями полиэтилена или рубероида. Сдвиговая нагрузка возможна редко, но защищают от нее армированием.

Второй зоной армирования в столбчатых фундаментах, является ростверк. Армирование ростверка свайного фундамента производят только по его нижней и верхней поверхности с учетом толщины защитного слоя бетона.

Требования к арматуре столбов фундамента и ростверка

Для горизонтальной продольной арматуры ростверка берут прутки с регулярным профилем и диаметром 10 – 16 мм. Вертикальные и горизонтальные поперечные участки каркаса – из гладкой арматуры, диаметром 6 – 8 мм.

Для столбов вертикальная арматура – профилированная, горизонтальная – гладкая. Диаметры те же.

Обычно используют прутки марок А I и А III (А 400 С).

Можно использовать новый вид арматуры – композитную. Практика пока не велика, а характеристики у нее хорошие.

Последовательность армирования столбов и ростверка

Столбы армируют вертикальными прутьями. Их варят или вяжут проволокой в каркасы.

На дно ямы насыпают песок, толщиной 200 – 250 мм и сверху такой же слой песка со щебнем. Укладывают не менее 50 – 100 мм бетона для защиты металла от грунтовой влаги и коррозии.

Готовые каркасы опускают в скважины буронабивных свай или ямы под столбы.

Размеры каркаса в сечении должны быть меньше диаметра скважины на 35 – 50 мм с каждой стороны. Этот слой бетона называется защитным. Щелочной реакцией он защищает металл от коррозии.

Выпуски арматуры столбов при изготовлении каркаса загибают горизонтально на длину 30 – 40 диаметров прута. Если дипломированный сварщик умеет правильно, и не перекаливая варить арматуру, загибы не делают.

В ростверк стержни укладывают двумя слоями:

• верхний слой ниже верхнего среза на толщину защитного слоя;
• в нижнем слое, на ту же толщину выше подошвы.

Середина не армируется, тут нагрузок почти не бывает.

Схема расположения прутов арматуры определяется требованиями к частям фундамента:

• для буронабивных свай или железобетонных свайных столбов – требования прочности на срез обуславливается нагрузкой от горизонтального смещения массивов грунта;
• для горизонтального, обычно монолитного ростверка нагрузка будет изгибающей, т. к. балка ростверка расположена концами на опорах, а под средней ее частью опоры почти нет.

Как располагают арматуру в углах ростверка?

Армирование углов ростверка свайного фундамента и пересечения с несущими внутренними стенами нужно вести с загибанием прутов на длину не менее 0,4 – 0,8 м. Отогнутые части горизонтальных прутьев одной стороны ростверка должны заходить на перпендикулярную ей другую сторону и наоборот.

Варить можно не всегда – некоторые марки стали не варятся обычными электродами, возможны перегрев прутков, вытекание металла и ослабление стыков, швов и т. п.

Нормативные документы по столбчатым фундаментам

Количество прутков, марки арматуры, значение диаметров получают в результате расчета столбчатого фундамента профессиональным инженером-строителем. Как и чертежи для его армирования.

Для этого используют такие нормативные документы:

• СП 20.13330. (СНиП 2.01.07-85*) Нагрузки и воздействия – терминология и нагрузки на столбчатый фундамент;
• СП 50-101-2004 (актуализация СНиПов 2.02.01-83 и 3.02.01-87) – Свод Правил по фундаментам зданий и сооружений, п. с 12.1 – по 12.8 – общие требования к расчету, расчет столбчатых фундаментов – п. 12.3;
• СП 22.13330. (обновленный СНиП 2.02.01-83) Основания зданий и сооружений – нагрузки, глубина заложения, учет грунтовых вод, особенности стадий проектирования;
• СП 63.13330. (актуализация СНиП 52-01-2003) Бетонные и железобетонные конструкции , расчетные требования в п. 5, 7, 10.

Расчет по документам позволяет точнее определять цену на армирование столбчатого фундамента.

Ошибки при армировании

Наиболее часто встречающиеся ошибки:

1. Арматурный каркас устанавливают на грунт. Металл корродирует, расширяется в объеме и рвет бетон в самом важном месте – подошве столбов.
2. При установке в скважину каркас не центрируется. Арматура может выйти наружу столба или остаться малая толщина защитного слоя.
3. Не выпускается арматура для связей с каркасом ростверка. Монолитный ростверк не сможет противостоять горизонтальным подвижкам грунта, и фундамент может разрушиться.
4. При сварке стержней соединения не должны быть на углах и на пересечениях стен.
5. При изгибе прутов место сгиба не греют – прут дает микротрещины.
6. Арматура в средней части любого железобетонного изделия – грубая ошибка – бетонная балка или плита растягивается или сверху при нагрузке на края и опоре посередине, или снизу – когда опоры по краям, а нагрузка в середине. Эти растягивающие усилия и должна выдерживать арматура. В средней части изделия нагрузок почти нет, и арматура там – выброшенные деньги, время и труд.
7. При заливке бетона глубинный вибратор использовать только во внутренней зоне каркаса и аккуратно, чтобы не нарушить его конфигурацию.

Вопросы и ответы по теме

По материалу пока еще не задан ни один вопрос, у вас есть возможность сделать это первым

Армирование фундаментов своими руками

Бетон становится железобетоном благодаря армированию фундамента. Установка арматурного каркаса необходима для того, чтобы фундамент, помимо сжатия, мог хорошо воспринимать нагрузки, направленные на изгиб и растяжение.

Как правильно армировать фундамент (арматурный каркас)

Во-первых, арматура должна быть чистой, без грязи и мусора. Только чистая арматура хорошо сцепляется с бетоном. В каркасе арматура есть двух типов (по назначению): рабочая и распределительная. Предназначение рабочей арматуры – принятие внешних нагрузок и от собственной массы здания. Распределительная арматура распределяет нагрузки на весь каркас.

Связь между арматурами обеспечивают сварные швы или проволочные связки. Чаще для надежности пользуются сваркой. Но если предполагаемые нагрузки на фундамент невелики, то можно обойтись и вязанием проволоки. В основном, арматурный каркас скрепляется на углах фундамента. Если диаметр арматурных прутьев менее 25 мм, то их скрепляют точечной сваркой или проволокой. Если более 25 мм, – то дуговой.

Помните: во всем каркасе должно быть скреплено не менее половины арматурных пересечений, на углах рекомендуется соединять все стыки.

Если ваша арматура имеет класс от 1 до 3 и диаметр не более 40 мм, то соединение производят с накладкой. При этом сварной шов не должен быть очень коротким, иначе крепление может разрушиться.

Для любого вида фундамента лучше использовать ребристую арматуру, так как она максимально крепко соединяется с бетоном.

Если будущий дом легкий, одноэтажный и неширокий, то можно использовать арматуру диаметром 10 мм. Если дом двухэтажный или широкий (длинный), то нужно использовать 12-милимметровую арматуру.

Армирование монолитного ленточного фундамента своими руками

В зависимости ширины и высоты ленточного фундамента армирование может производиться в 2 и более слоя каркасной сетки с шагом от 15 до 25 см. Обычно ширина ленточного монолитного фундамента составляет 40-60 см, а высотка 50-100 см. Если размеры 40#215;50 см, отступ горизонтальной и вертикальной сетки может быть по 10-15 см от всех сторон. При высоком фундаменте вертикальный шаг между горизонтальными арматурами может быть от 30 до 40 см (получается, при 100 см высоты и 60 см ширины шаг равен 40 см при 3-х горизонтальных арматурных сетках, а отступ от верхнего и нижнего края равен 10 см).

Горизонтальный шаг между вертикальными арматурами может быть равен 30 см и более, а расстояние до края бетона 1по 10 см с каждой стороны. В итоге количество арматурных сеток и шаг между ними рассчитывается, исходя из нагрузки на фундамент.

Армирование плитного фундамента своими руками

Поскольку плитный фундамент – это большой цельный прямоугольник или квадрат, ему необходимо обеспечить максимальную прочность и жесткость. Поэтому всю арматурную сетку нужно сваривать на каждом соединении. как горизонтально, так и вертикально. Таким образом, плита получит максимальные показатели надежности.

Поскольку для плитного фундамента используются широкие каркасы арматуры, нужно следить за тем, чтобы она была полностью погружена в бетон (иначе в будущем плита может сломаться в месте выхода арматуры).

В зависимости от типа нагрузки толщина фундаментной плиты может быть от 20 до 30 см. Как правило, армирование плитного фундамента производится в 2 слоя. Шаг между горизонтальными прутами бывает от 20 до 40 см, шаг между вертикальными прутами примерно такой же. Главное #8212; чтобы отступ всех прутьев от края фундамента был не менее 5 мм. Диаметр прутов должен быть не менее 12 мм, а арматура – только ребристая (для максимального сцепления с бетоном).

Армирование столбчатого фундамента своими руками

Армировать столбчатый фундамент очень просто. Для этого достаточно 4-6 длинных ребристых арматурных прутов и несколько тонких гладких прутов, чтобы ровно связать их. Длинный прут должен быть диаметром 10-12 мм, для гладкого достаточно 6 мм. Если столб слишком узкий (например, 20 см), то его можно армировать двумя прутами. При длине столба в 1,5-2 метра связывать арматурные пруты можно на расстоянии 40-50 см. Если фундамент для тяжелого дома, то связки лучше приварить. Армируйте столбчатый фундамент так, чтобы после заливки арматура выступала на 10-20 см. Так к ней удобно привязывать каркас ростверка.

Армирование свайного набивного фундамента своими руками

Свайный набивной фундамент армируется так же, как и столбчатый. Единственное различие – вертикальная арматура будет расположена по кругу, а не квадратом. Можно использовать 3-5 прутов диаметра 10 мм.

Армирование ростверка для фундамента своими руками

Ростверк армируется так же, как и ленточный монолитный фундамент. Просто ростверк не такой высокий. Следовательно, горизонтальных арматурных сеток будет не больше двух. Помните: каркас ростверка должен не доходить до края бетона на 3-5 мм с каждой стороны.

Источники: http://betonzone.com/metody-i-primernyj-raschet-armirovaniya-stolbchatogo-fundamenta, http://stroynedvizhka.ru/stroitelstvo-nedvighimosty/armirovanie-stolbchatyih-fundamentov-s-rostverkom/, http://gold-cottage.ru/fundament/armirovanie_fundamentov_svoimi_rukami.html

Комментариев пока нет!

Армирование столбов фундамента

Армирование столбчатого фундамента своими руками — фото, схемы, инструкция

Прочность, а также надежность фундамента напрямую зависит от его корректного армирования. В этой публикации освящены вопросы относительно последовательности выполнения работ при армировании, основных требований, предъявляемых к арматуре, распространенных ошибок, которые можно сделать при выполнении работ.

В чем заключаются особенности армирования?

Армирование столбчатых фундаментов – это залог крепкой, надежной, долговечной постройки. Небольшие изгибные усилия могут разорвать бетон, несмотря на то, что данный материал выдерживает большие нагрузки. Специалисты считают, что это основной недостаток данного материала, который необходимо учитывать при выполнении работ.

На столб фундамента воздействуют следующие нагрузки:

• на сдвиг – либо происходит сдвижение плотного слоя по водонасыщенному грунту, либо осуществляются подвижки грунта в горизонтальном направлении;
• на сжатие материалов – вес постройки;
• на разрыв – в зимний период пучения земли стенки сжимаются, в результате чего отрываются от подошвы.

Если брать в расчет нагрузки на сжатие – в таких случаях армирование столбчатого фундамента специалисты не выполняют, для того, чтобы устранить неблагоприятное воздействие, вызванное пучением грунта, будет достаточно просто обернуть столб тремя слоями рубероида. Некоторые специалисты в данном случае также рекомендуют использовать полиэтилен. Сдвиговая нагрузка – явление редко, но именно для того, чтобы избежать данного явления, осуществляют армирование.

Еще одна зона армирования – это ростверк. Так называют горизонтально расположенную часть фундамента, которая передает и воспринимает вес от стен здания на сваи. Помимо этого фактора также играет роль предназначение ростверка – оно состоит в равномерном распределении нагрузки за счет объединения свай в единое целое. Поэтому и важно при устройстве ростверка обеспечить качественную жесткость соединяющих узлов.

Зачем нужно делать армирование?

Заниматься армированием столбчатого фундамента необходимо для того, чтоб укрепить материал. Несмотря на что, что бетон является довольно прочным и надежным, под нагрузкой он ведет себя как твердая, но при этом колкая субстанция (к примеру – стекло). Даже притом, что материал обладает хорошим запасом прочности, если нагрузки распределены некорректно – опора из бетона может разрушиться.

Благодаря арматуре можно сразу решить несколько вопросов относительно обеспечения оптимальной прочности:

1. Практически все значимые напряжения переносятся в более глубокие слои бетона, за счет чего они, в основном, воспринимаются стальной арматурой, а не камнем.
2. Благодаря каркасу можно соединить два главных элемента фундамента – опоры и ростверк.
3. Ресурсы фундамента благодаря арматуре в несколько раз возрастают, обеспечивая ей надежность и прочность.

Важно: часто благодаря использованию арматуры можно избежать последствий разрушения бетона. Конструкция не разрушится скачкообразно.

Какие требования предъявляются к арматуре?

Для выполнения работ прутки, как правило, используются марок А I и А III (А 400 С). При желании можно использовать композитную арматуру, она появилась на рынке относительно недавно, но уже хорошо себя зарекомендовала и имеет отличные характеристики.

Вообще, в данном случае лучше воспользоваться помощью опытного специалиста, он подскажет, какую именно арматуру стоит подобрать исходя из веса планируемой постройки. Стоит сразу отметить: экономить в данном случае нельзя, поскольку именно от фундамента зависит, насколько долго простоит здание.

Как осуществляется армирование ростверка и столбов?

1. Столбчатого фундамента армирование выполняется при помощи прутьев. Их связывают, либо сваривают с использованием проволоки в каркасы.
2. На дно необходимо насыпать слой песка. Сверху кладется щебень вперемешку с песком в таком же количестве. Далее, для того, чтобы металл был надежно защищен от влаги, укладывается приблизительно 100 мм бетона.
3. Заранее подготовленные каркасы опускаются в скважины под столбы.
4. В сечении размеры каркасы должны быть не менее диаметра самой скважины. Такой слой бетона специалисты именуют защитный, поскольку благодаря щелочной реакции он оберегает металл от коррозионных повреждений.
5. Во время изготовления каркаса выпуски арматуры нужно загнуть горизонтально, на длину порядка 30-40 см. Если же работу выполняет опытный и компетентный специалист, который знает, как правильно осуществлять сварку (не перекаливая арматуру), в таком случае загибы не потребуются.

Середину армировать нет необходимости, поскольку на нее нагрузки практически не приходятся. Данная схема для армирования столбчатого фундамента применяется уже в течение долгих лет опытными специалистами, поэтому и считается корректной и надежной.

Что касается схемы расположения прутьев арматуры, в таких случаях необходимо обращать внимание непосредственно на части фундамента:

1. Если используется свайный столб из железобетона, либо буронабивной свай – в таком случае учитывается нагрузка, исходящая от смещения массивов грунта в горизонтальном положении.
2. Если ростверк является монолитным и горизонтальным – нагрузка изгибающая, поскольку балка располагается на опорах с концов, в то время, как под средней частью опора практически отсутствует.

Как должна быть расположена арматура в углах ростверка?

Арматура столбчатых фундаментов должна выполняться по четко указанной схеме. Что касается углов – загибание прутов должно быть не менее 0,4 мм.

Далеко не всегда можно осуществлять сварку – существуют такие марки стали, которые обычными электродами не варятся, поскольку существует риск перегрева прутьев, ослабление швов и т.д.

Как армируется подошва столбчатого фундамента?

При выборе армирующего материала в любом случае необходимо учитывать, с какой целью будет использоваться бетон. Например, для того, чтобы усилить подошву столба используют особые сетки.

Для того, чтобы выполнить расчет армирования, важно учесть схему консоли, на которую будет приходиться отпор грунта. Но, если строительство осуществляется не специалистом, а в частном порядке, в таком случае подобных сложных расчетов не делают.

Были произведены расчеты, благодаря которым удалось установить, что, если нагрузка планируется небольшая – в таком случае будет достаточно арматурной сетки, которая имеет диаметр порядка 5-6 мм. Тем не менее, в строительных нормативах недопустимо использовать каркас, который будет иметь диаметр менее 12 мм. Поэтому, если нужно выполнить все работы согласно нормам, в таком случае специалисты рекомендуют под постройку с небольшим весом арматурную сетку с диаметром 12 мм, а также ячейкой 200 х 200 мм.

Как выполняется армирование ростверка?

Перед выполнением работ фундамента чертежи должны быть внимательно изучены – вне зависимости от того, кто будет заниматься строительством: специалист или новичок.

Что касается усиления плитной части фундамента – в нее необходимо укладывать арматурную сетку в два слоя. При этом стоит учитывать тот факт, что они обязательно должны быть друг от друга изолированы слоем бетона, который в данном случае будет выполнять защитную функцию. Между прутками должно быть расстояние примерно 200 мм.

Чтобы каркас был пространственным, горизонтальные сетки нужно соединить между собой – используя вертикальные отрезки. Длину подбирать самую маленькую – иначе существует вероятность, что каркас утратит устойчивость, при этом его прочность может значительно снизиться.

Ленточный ростверк армируется так же, как и плитный. Но здесь нужно учитывать, что условия установки будут отличаться – если нужно монтировать ленту, то движения специалиста будут ограничены размерами опалубки. Но в любом случае – оба раза связывание каркаса нужно осуществлять в опалубке.

Самые распространенные ошибки, которые допускать при выполнении работ нельзя:

• установка каркаса на грунт;
• отсутствие центрирования каркаса при монтаже в скважину;
• создание соединений на углах стен при сварке стержней;
• нагревание мест сгиба прутьев во время сварки.

Если вы не уверены в том, что все работы сможете корректно выполнить самостоятельно – лучше воспользоваться помощью специалистов, поскольку армирование столбчатого фундамента является важной задачей, которую нужно выполнить идеально.

Армирование столбчатого фундамента: зачем нужны работы, как они выполняются? Ссылка на основную публикацию

Армирование столбчатого фундамента и усиление

Базовой конструкцией под легкие постройки различного функционального назначения являются столбчатые основания или их модификации. Основной материал для изготовления опорных столбов, — бетон. Бетонные конструкции, в том числе столбчатые, обладают высокими показателями прочности. Тем не менее, изделия из бетона нуждаются в усилении. Таковым является армирование столбчатого фундамента, — обязательная процедура при формировании опорных конструкций. Что дает усиление бетона арматурой и каковы правила армирования фундаментных столбов, прочитаете в статье.

Предназначение армирующего каркаса

Большинство бетонных строительных конструкций усиливаются арматурой, что в разы увеличивает прочность на растяжение и изгиб

Прочностные характеристики созревшего бетона, как строительного материала, высоки, когда речь идет о прочности на сжатие. То есть, материал способен выдерживать большие усилия при его сдавливании. При растяжении, тем более при изгибе, бетон показывает куда более скромные результаты прочности. По этой причине большинство бетонных строительных конструкций усиливаются арматурой, что в разы увеличивает прочность на растяжение и изгиб.

Бетонные столбы, использующиеся в качестве базовых опор для построек, испытывают не только давление стоящего на них здания, хотя это усилие наибольшее. Столбчатый фундамент также испытывает нагрузки на изгиб (парусность постройки при ветрах, горизонтальные подвижки грунтовых пластов) и на растяжение (силы морозного пучения, выталкивающие из грунта верхнюю часть столба при стабильном положении нижней части). Если фундамент на основе столбов сооружается не на год, вопрос о целесообразности усиления арматурой столбчатых опор неуместен. Армировать бетонные столбы нужно, причем соблюдая строительные нормы.

Материал для усиления столбчатых конструкций

Вертикальные элементы каркаса делают только из ребристого стального прута

Правильно для армирования бетонных столбов, что производится перед их заливкой, сооружать армирующий каркас, — конструкцию, где несколько вертикально направленных металлических прутьев перевязываются между собой проволокой определенной толщины и свойств.

Вертикальные элементы каркаса делают только из ребристого стального прута. Ребра, которыми оснащены прутья, значительно улучшают сцепление бетона с усиливающей конструкцией, делая железобетонное изделие монолитным. Ребристая поверхность не дает возможности смещаться бетону относительно стальных стержней, что оберегает материал от разрушения при действующих усилиях растяжения или изгиба.

Горизонтальные элементы каркаса играют незначительную роль в обеспечении прочностных характеристик, больше нужны для связки вертикальных прутов между собой и фиксации их в стабильном положении. Для горизонтального армирования применяется мягкая стальная проволока (вязальная) сечением 5-6 мм. Диаметр основных ребристых прутков, расположенных в столбах вертикально, — 10-14 мм (в зависимости от диаметра опоры и предполагаемых нагрузок).

Конструктивными единицами столбчатого фундамента бывают не только монолитные железобетонные опоры, но и столбы, выложенные кирпичом или строительными блоками. Такие конструкции также нуждаются в усилении арматурой (подошва, междурядное армирование). Здесь используются несколько иные материалы. Для усиления основы под подошвой столба часто применяют армирующую сетку, сделанную из прутка не менее 6 мм в диаметре. Для междурядного усиления подойдет металлический прут, что на 3-4 мм тоньше кладочного шва, но не менее 5 мм.

Изготовление армирующей конструкции

На практике при домашнем строительстве для усиления вертикальных бетонных опор чаще используется конструкция из четырех ребристых элементов, связанных между собой проволокой через 40-50 мм

Количество вертикальных ребристых прутков зависит от их собственного сечения и диаметра бетонного столба. В строительных нормах указано, что суммарный диаметр арматуры берется из расчета 0,1% от площади сечения опоры. Кроме того, необходимо выдерживать расстояние от крайних точек армирующей конструкции до наружного периметра опоры. Этот показатель в пределах 4-5 см. Согласно этим правилам подбирается количество и толщина арматуры для вертикального усиливающего каркаса.

На практике при домашнем строительстве для усиления вертикальных бетонных опор чаще используется конструкция из четырех ребристых элементов, связанных между собой проволокой через 40-50 мм. Нижние концы прутков должны быть в песчано-гравийной подсыпке, верхние, — выступать над краем столбов на 20-30 см. То есть, если высота столбов 2 м, то вертикальные элементы готовятся около 230 см.

Важно! При неоднородности рельефа грунта (значительные перепады высот в пределах строительной площадки), высота столбов может сильно отличаться. В такой ситуации длину вертикальной арматуры рассчитывают индивидуально для каждого столба.

Выступающие ребристые прутья связываются с армирующей конструкцией бетонной мелкозаглубленной ленты, или поверхностно установленным деревянным ростверком. Еще одним вариантом усиления столбчатого фундамента является устройство железобетонной плиты перекрытия, опирающейся на столбы. В этом случае выступающие над опорами прутки перевязываются с арматурой, усиливающей плиту перекрытия.

Усиление опорных столбов фундамента армирующим каркасом, — необходимая процедура, на порядок усиливающая прочность основы под постройку и делающая опоры устойчивыми к различным повреждающим структуру бетона факторам.

Как сделать армирование столбчатого фундамента

Не всегда заливка ленточного монолитного фундамента на глубину промерзания является верным решением.

Плитный вариант максимально пригодится в строительстве второстепенных помещений на участке: капитальные беседки, хозяйственные постройки, веранды, летние кухни, гаражи.

Остается третий ключевой тип фундамента: свайный или столбчатый. В силу специфических особенностей не в каждой местности и не каждый дом можно воздвигать на столбах. В работе используется кирпич или металл. Установка на столбах относится к менее затратному варианту с точки зрения времени и денежных расходов.

Зачем делать армирование

Принцип столбчатого фундамента сводится к тому, что свая проходит все слабые грунты выше промерзания. Опорная часть закладывается непосредственно на более надежный грунт ниже глубины промерзания.

На проблемных почвах столбики в скором времени могут начать гулять, изменяя свое месторасположение и вертикальность.

Чтобы основание дома было надежным и функциональным долгие годы, обязательно делается армирование фундамента. Один из принципов монтажа каркаса — придерживаться строгого соответствия проекта. А, чтобы совсем быть уверенным в правильности чертежей, проект можно отдать независимым экспертам.

Какого диаметра нужна арматура

Когда интересуются размерами, надо хорошо понимать, что заложить можно любой вариант, включая 40 мм.

Оптимальный диаметр для хомутов составляет 6-8 мм. Для продольной арматуры нужны размеры 10-12 мм.

По центру устанавливается металлическая шпилька с крюком на конце, которая заливается в бетон для лучшей фиксации.

Расчет количества арматуры

Основной принцип армирования — следовать расчету, если хотите получить рациональное решение и не тратить деньги зря. Недостача и переизбыток в равной степени предполагает дополнительные расходы.

На один 2-х метровый столб требуется четыре двухметровых стержня, всего 8 метров. Плюс четыре стержня по 0,4 метра тонкого не рифленого изделия, всего 1,2 метра. Чтобы узнать конечный результат, полученные данные перемножаются на количество столбов по проекту.

Если диаметр сваи меньше 200 мм, берутся три десятимиллиметровых стержня. Количество зависит от размера опалубки. Вертикальные прутки соединяются между собой гладкими стержнями сечением 6 мм.

Чтобы понять, какую заложить арматуру фундамента, необходимо собрать нагрузки и вывести точный показатель.

Изготовление конструкции

Армирование производится в местах изгиба: сверху и снизу. Конструкция располагается, как можно, ближе к поверхности, оставляя 5 см на защитный слой бетона. Стержни устанавливаются горизонтально. Их объединяют в пространственный каркас с помощью поперечных конструктивных стержней.

Между собой продольные элементы стыкуются внахлест вязальной проволокой. Если берется стержень 12 мм, нахлест составит 25-30 см.

Для армирования каркаса необходимо:

• Подготовить шаблон для продольной арматуры;
• Изготовить соединительные петли-хомуты для армирования;
• Связать продольную арматуру поперечными хомутами.

Шаблон можно сделать из двух кусков плотной фанеры с использованием саморезов. Делается четыре отверстия, после чего хомут подгоняется к шаблону. Если действовать наоборот, хомут может не войти по размерам в шаблон.

Разметка производится по углам с арматурой 12 мм для будущего ростверка. Потом подсоединяется элемент размером 6 мм. Потребуется линейка, уголок, ручка, маркер. В проделанные отверстия шаблона с четырех сторон по углам вставляется 12 мм-арматура и крепится фиксаторами. Учитывается особенность: бетонный раствор, поступающий из миксера, должен попадать и заполнять низ конструкции.

Как связать арматуру

Делается замер проволок в диаметре 6 мм. Понадобится две стороны: ширина и длина, отмечается маркером или мелом. Заготовку для хомутов сгибают по обозначенным меткам. Готовый хомут прямоугольной формы примеряется на шаблон с четырьмя длинными арматурами.

Арматуру для каркаса столба вяжут простейшими способами. Гнуть хомуты можно на специальном приспособлении. К стене крепятся два уголка по длине стенки хомута. Между ними оставляют расстояние, равное по размеру арматуре, которая будет использована.

Каркасы связываются миллиметровой проволокой и соединяется между собой в три раза более толстой проволокой, что обеспечивает хорошую жесткость и прочность.

Если брать ленту высотой 45 см и шириной 35 см, на обноску ставится четыре прута 12 мм. На них сразу насаживаются хомуты. Их количество составляет около трехсот штук, гнуть придется заранее.

• С шагом 20 см делается разметка широкой арматуры;
• Расставляются ровно хомуты;
• Стержни укладываются на специальные приспособления, вяжется верхняя сторона;
• Спицы соединяются между собой специальной вязальной проволокой по направлению резьбы;
• Согнутая пополам проволока пропускается снизу в местах пересечения элементов;
• Крючком (можно самодельным), вставленным в шуруповерт, захватывается проволока снизу и аккуратно закручивается.

Так вяжутся все узлы. В местах скрепления хомутами, проволока сгибается пополам, образуя петлю, и накрепко закручивается крючком. Хомуты связываются в местах соединения. Оставшиеся каркасы делаются аналогично.

Дополнительные советы

Первое время хорошо работать полуавтоматическими крючками. Крутить вручную не надо, проволока затягивается быстро. Но после непродолжительного периода использования на резьбе появляются изъяны, прутья застревают, все приходится докручивать вручную.

В больших объемах полуавтоматы не спасают при армировании.

• Обычный механический крючок стоит раза в три дешевле, легко вращается — работа без труда выполняется;
• Когда хомуты надеваются на шаблон, концы должны сидеть прочно, не болтаясь на длинных прутьях. Арматуру «шестерку» подгоняют по размерам;
• Если поставить пластиковые фиксаторы, песчано-цементный раствор не будет выпирать на стенки арматурной конструкции.

Вязать арматуру фундамента следует по направлению рифленой поверхности. В рифленой арматуре всегда обращают внимание на пазы. На ровные грани проволока плохо ложится и начинает скользить. По ребристой поверхности проволока никуда не сместится. Это особенно важно, когда дело дойдет до заливки бетона.

На строительном рынке представлено огромное количество технологий, но все они имеют единое начало — организация подошвы и опоры в фундаменте. Выбор способа определяется несущей способностью, стоимостью, особенностью типа грунта и эксплуатации конструкции в определенных климатических условиях.

Еще несколько советов даны в видео:

Столбчатый фундамент — это, вполне, подходящее решение для большинства частных домов. Стоимость обустройства значительно меньше, чем монолит ленточного фундамента. Меньше работ предстоит делать по рытью котлована, заливке бетона и армированию. Устройство столбов и легкая обвязка является классикой выполнения такого типа фундамента.

Армирование столбчатого фундамента

В процессе строительства многочисленных  современных зданий, а также сооружений  со средней тяжестью широко используется армирование столбчатого фундамента с ростверком.  Известно, что для  бетона характерны высокие показатели прочности на сжатие. Что делает его максимально подходящим материалом  в случае возведения фундаментов для  лёгких построек.

Однако, с другой стороны,  ему приписывают и значительный недостаток —  плохая переносимость нагрузок на изгиб, а также растяжение. В данной статье мы подробно  и понятно расскажем Вам об актуальной  современной технологии армирования столбов, а также об особенностях и тонкостях армирования именно такого вида фундамента.

Схема столбчатого фундамента

Что дает армирование в случае столбчатого фундамента.

• С его помощью можно грамотно перенести большинство критически важных напряжений, возможных на поверхности столбчатой опоры, во внутренние, более глубокие  слои бетона;
• Профессионально выполненное армирование помогает с высокой эффективностью соединить два основополагающих элемента столбчатого фундамента – бетонные столбчатые опоры и ростверк из железобетона;
• С помощью арматуры в существенной степени увеличивается ресурс элементов из железобетона.

В некоторых случаях применение арматуры  помогает избежать  самых плачевных и катастрофических итогов, касающихся процесса разрушения бетона.   В результате вместо скачкообразного разрушения  происходит  пластичное и медленное расползание  имеющейся конструкции. 

Особенности технологии армирования столбов

Требования для армирования столбчатого фундамента

В конструкцию арматурного каркаса столба из бетона входит несколько вертикальных прутков.  Диаметр используемой арматуры составляет  от 10 и вплоть до 12 мм.

Армированный каркас столба фундамента

Следует знать, что с целью армирования столбчатых фундаментов применяют  исключительно арматуру, принадлежащую к классу А-III ( или ребристую).

В роли  горизонтального компонента каркаса выступает более тонкая и гладкая монтажная арматура с диаметром 6 мм.  Основное назначение горизонтальных компонентов —  служить  правильному соединению  вертикальных стержней в целую единую  конструкцию.

Как грамотно  вычислить длину вертикальных элементов:  их верхние концы должны выступать над поверхностью заливки из бетона на 10-20 см.  Оставшиеся свободные концы впоследствии  применяются с целью привязки ростверка к необходимым  столбам.

Типичная схема армирования столбчатого фундамента

Для того, чтобы грамотно и беспроблемно выполнить армирование, необходимо пройти следующие этапы:

• Четко рассчитать требуемое количество арматуры;
• Отрезать стержни с необходимой длиной;
• Связать каркас;
•  Выполнить спуск полученной конструкции внутрь опалубки. Немаловажное значение на этом этапе имеет то условие, что между арматурой, а также досками опалубки должен выдерживаться зазор до 50 мм;
• Выполнение заливки бетона. Следует помнить, что при правильном заполнении каркаса смесью из бетона  его требуется периодически встряхивать. Немаловажно, чтобы арматура была полностью чистой. В ином случае станет явным прилипание имеющегося  бетона к металлу.  Очистить арматурные прутья от краски, ржавчины, а также окалины можно с использованием специальных антикоррозийных растворов.

В целом, следует помнить, что невозможно получить точные данные, а также размеры стальных прутков, глубину и форму их закладки в бетон, используя несколько простейших формул всем известной строительной механики. На современном этапе зачастую армирование столбчатого фундамента  производится с использованием программного способа. По его результатам можно подобрать наиболее оптимальный  способ армирования, а также  вычислить необходимую мощность и даже  построить так называемые эпюры  напряжений касательно  арматуры.

Армирование столбчатого фундамента: полезные рекомендации

• Определение необходимого количества прутка для армирования в бетонном элементе происходит следующим  принципом – суммарное сечение арматуры в используемом  бетоне должно составлять от 02 до 0, 25 %  от имеющегося  сечения столбчатой опоры либо балки;
• Наиболее оптимальным и грамотным соотношением диаметра армирующего прутка к поперечному размеру  устанавливаемой балки считается от 1 к 20  и от 1 к 25;
• Элементы, подлежащие закладке, должны размещаться в бетон на минимальном расстоянии 2,5 (и вплоть до 3,5 см) от поверхности требуемой балки;
• Армировать столбчатые опоры фундамента можно в форме пространственного каркаса. Отдельные его пруты необходимо перевязать мягкой проволокой  с целью фиксации их местоположения в опалубке вплоть до заливки имеющейся формы бетоном.

Вязка арматуры

Вязка арматурного каркаса ( опора и столб)

Разберемся подробнее, как вязать арматуру для столбчатого фундамента.

Прежде всего, таким фундаментам присущи некрупные размеры. По этой причине с целью вязки арматуры может применяться обычный либо автоматический крюк.

Рассмотрим довольно нехитрую схему вязки:

• Необходимо отрезать кусок проволоки с длиной в 300 мм и сложить её пополам;
• Полученную петлю необходимо занести по диагонали крестовины арматуры  и вынести к её концам;
• В проволочную петлю помещается крюк;
• Необходимо прокрутить инструмент, цепляя в процессе концы проволоки.

Требуемые расчеты

Схема арматурного каркаса

В случае индивидуального строительства армирование столбчатого фундамента сводят к четкому и продуманному определению требуемого количества арматуры.  К примеру, для того, чтобы получить  каркас из арматуры  под столб с диаметром 200 мм, а также с необходимой  глубиной заложения в  2 метра, достаточными станут 4 вертикальных прутка со следующим  диаметром —  12 мм.

Расстояние между ними будет составлять 200 мм.  Причем прутки необходимо будет перевязать с использованием горизонтальных элементов в 4-ёх местах (с требуемым шагом – 500 мм).

1.Для расчета количества ребристой арматуры на 1 столб необходимо выполнить следующие вычисления: (2 + 0,2) х 4 = 8,8 метра. В расчете  уже учтен припуск в  0,2 м, необходимый с целью привязки ростверка;

2. Для расчета количества необходимой гладкой арматуры с диаметром 6 мм необходимы следующие вычисления: 0,2 х 4 х 4 = 3,2 метра;

3. Для расчета вязки каркаса требуется заготовить следующее количество проволоки: 0,3 х 4 х 4 = 4,8 метра.

Полученные в итоге результаты необходимо умножить на требуемое количество столбиков.

Таким же самым  образом происходит расчет требуемого количества арматуры с целью армирования столбчатых фундаментов монолитного типа и любых геометрических размеров.

Подведем итоги.  Армирование столбчатого фундамента – трудоёмкий  процесс, который требует грамотных расчетов и  продуманного подхода. Однако не стоит забывать, что от этого в итоге зависит прочность, а также  надежность всего строящегося объекта.  Поэтому стоит приложить некоторые усилия на начальном этапе, чтобы пожинать  приятные плоды собственного труда в процессе эксплуатации нового сооружения.

Армирование столбов фундамента

Армирование столбчатого фундамента своими руками — фото, схемы, инструкция

Прочность, а также надежность фундамента напрямую зависит от его корректного армирования. В этой публикации освящены вопросы относительно последовательности выполнения работ при армировании, основных требований, предъявляемых к арматуре, распространенных ошибок, которые можно сделать при выполнении работ.

В чем заключаются особенности армирования?

Армирование столбчатых фундаментов – это залог крепкой, надежной, долговечной постройки. Небольшие изгибные усилия могут разорвать бетон, несмотря на то, что данный материал выдерживает большие нагрузки. Специалисты считают, что это основной недостаток данного материала, который необходимо учитывать при выполнении работ.

На столб фундамента воздействуют следующие нагрузки:

• на сдвиг – либо происходит сдвижение плотного слоя по водонасыщенному грунту, либо осуществляются подвижки грунта в горизонтальном направлении;
• на сжатие материалов – вес постройки;
• на разрыв – в зимний период пучения земли стенки сжимаются, в результате чего отрываются от подошвы.

Если брать в расчет нагрузки на сжатие – в таких случаях армирование столбчатого фундамента специалисты не выполняют, для того, чтобы устранить неблагоприятное воздействие, вызванное пучением грунта, будет достаточно просто обернуть столб тремя слоями рубероида. Некоторые специалисты в данном случае также рекомендуют использовать полиэтилен. Сдвиговая нагрузка – явление редко, но именно для того, чтобы избежать данного явления, осуществляют армирование.

Еще одна зона армирования – это ростверк. Так называют горизонтально расположенную часть фундамента, которая передает и воспринимает вес от стен здания на сваи. Помимо этого фактора также играет роль предназначение ростверка – оно состоит в равномерном распределении нагрузки за счет объединения свай в единое целое. Поэтому и важно при устройстве ростверка обеспечить качественную жесткость соединяющих узлов.

Зачем нужно делать армирование?

Заниматься армированием столбчатого фундамента необходимо для того, чтоб укрепить материал. Несмотря на что, что бетон является довольно прочным и надежным, под нагрузкой он ведет себя как твердая, но при этом колкая субстанция (к примеру – стекло). Даже притом, что материал обладает хорошим запасом прочности, если нагрузки распределены некорректно – опора из бетона может разрушиться.

Благодаря арматуре можно сразу решить несколько вопросов относительно обеспечения оптимальной прочности:

1. Практически все значимые напряжения переносятся в более глубокие слои бетона, за счет чего они, в основном, воспринимаются стальной арматурой, а не камнем.
2. Благодаря каркасу можно соединить два главных элемента фундамента – опоры и ростверк.
3. Ресурсы фундамента благодаря арматуре в несколько раз возрастают, обеспечивая ей надежность и прочность.

Важно: часто благодаря использованию арматуры можно избежать последствий разрушения бетона. Конструкция не разрушится скачкообразно.

Какие требования предъявляются к арматуре?

Для выполнения работ прутки, как правило, используются марок А I и А III (А 400 С). При желании можно использовать композитную арматуру, она появилась на рынке относительно недавно, но уже хорошо себя зарекомендовала и имеет отличные характеристики.

Вообще, в данном случае лучше воспользоваться помощью опытного специалиста, он подскажет, какую именно арматуру стоит подобрать исходя из веса планируемой постройки. Стоит сразу отметить: экономить в данном случае нельзя, поскольку именно от фундамента зависит, насколько долго простоит здание.

Как осуществляется армирование ростверка и столбов?

1. Столбчатого фундамента армирование выполняется при помощи прутьев. Их связывают, либо сваривают с использованием проволоки в каркасы.
2. На дно необходимо насыпать слой песка. Сверху кладется щебень вперемешку с песком в таком же количестве. Далее, для того, чтобы металл был надежно защищен от влаги, укладывается приблизительно 100 мм бетона.
3. Заранее подготовленные каркасы опускаются в скважины под столбы.
4. В сечении размеры каркасы должны быть не менее диаметра самой скважины. Такой слой бетона специалисты именуют защитный, поскольку благодаря щелочной реакции он оберегает металл от коррозионных повреждений.
5. Во время изготовления каркаса выпуски арматуры нужно загнуть горизонтально, на длину порядка 30-40 см. Если же работу выполняет опытный и компетентный специалист, который знает, как правильно осуществлять сварку (не перекаливая арматуру), в таком случае загибы не потребуются.

Середину армировать нет необходимости, поскольку на нее нагрузки практически не приходятся. Данная схема для армирования столбчатого фундамента применяется уже в течение долгих лет опытными специалистами, поэтому и считается корректной и надежной.

Что касается схемы расположения прутьев арматуры, в таких случаях необходимо обращать внимание непосредственно на части фундамента:

1. Если используется свайный столб из железобетона, либо буронабивной свай – в таком случае учитывается нагрузка, исходящая от смещения массивов грунта в горизонтальном положении.
2. Если ростверк является монолитным и горизонтальным – нагрузка изгибающая, поскольку балка располагается на опорах с концов, в то время, как под средней частью опора практически отсутствует.

Как должна быть расположена арматура в углах ростверка?

Арматура столбчатых фундаментов должна выполняться по четко указанной схеме. Что касается углов – загибание прутов должно быть не менее 0,4 мм.

Далеко не всегда можно осуществлять сварку – существуют такие марки стали, которые обычными электродами не варятся, поскольку существует риск перегрева прутьев, ослабление швов и т.д.

Как армируется подошва столбчатого фундамента?

При выборе армирующего материала в любом случае необходимо учитывать, с какой целью будет использоваться бетон. Например, для того, чтобы усилить подошву столба используют особые сетки.

Для того, чтобы выполнить расчет армирования, важно учесть схему консоли, на которую будет приходиться отпор грунта. Но, если строительство осуществляется не специалистом, а в частном порядке, в таком случае подобных сложных расчетов не делают.

Были произведены расчеты, благодаря которым удалось установить, что, если нагрузка планируется небольшая – в таком случае будет достаточно арматурной сетки, которая имеет диаметр порядка 5-6 мм. Тем не менее, в строительных нормативах недопустимо использовать каркас, который будет иметь диаметр менее 12 мм. Поэтому, если нужно выполнить все работы согласно нормам, в таком случае специалисты рекомендуют под постройку с небольшим весом арматурную сетку с диаметром 12 мм, а также ячейкой 200 х 200 мм.

Как выполняется армирование ростверка?

Перед выполнением работ фундамента чертежи должны быть внимательно изучены – вне зависимости от того, кто будет заниматься строительством: специалист или новичок.

Что касается усиления плитной части фундамента – в нее необходимо укладывать арматурную сетку в два слоя. При этом стоит учитывать тот факт, что они обязательно должны быть друг от друга изолированы слоем бетона, который в данном случае будет выполнять защитную функцию. Между прутками должно быть расстояние примерно 200 мм.

Чтобы каркас был пространственным, горизонтальные сетки нужно соединить между собой – используя вертикальные отрезки. Длину подбирать самую маленькую – иначе существует вероятность, что каркас утратит устойчивость, при этом его прочность может значительно снизиться.

Ленточный ростверк армируется так же, как и плитный. Но здесь нужно учитывать, что условия установки будут отличаться – если нужно монтировать ленту, то движения специалиста будут ограничены размерами опалубки. Но в любом случае – оба раза связывание каркаса нужно осуществлять в опалубке.

Самые распространенные ошибки, которые допускать при выполнении работ нельзя:

• установка каркаса на грунт;
• отсутствие центрирования каркаса при монтаже в скважину;
• создание соединений на углах стен при сварке стержней;
• нагревание мест сгиба прутьев во время сварки.

Если вы не уверены в том, что все работы сможете корректно выполнить самостоятельно – лучше воспользоваться помощью специалистов, поскольку армирование столбчатого фундамента является важной задачей, которую нужно выполнить идеально.

Армирование столбчатого фундамента: зачем нужны работы, как они выполняются? Ссылка на основную публикацию

Арматура для столбчатого фундамента

Сегодня использование приемов армирования строительных конструкций из бетона и камня превратилось в классический технологический прием перераспределения и выравнивания части нагрузок от цементного камня к более пластичным и упругим металлическим или композитным закладным элементам. Сваи для столбчатых фундаментов промышленного применения давно изготавливаются из напряженного бетона и с закладкой арматуры. Для «частника» такие способы усиления столбов фундамента пока недоступны, так как требуют серьезных инженерных знаний и ресурсов. Поэтому на практике применяется простой вариант армирования столбчатого фундамента «add a resource» –дополнительного усиления бетонной основы закладкой стальных каркасов.

Что дает армирование столбчатого фундамента

Несмотря на внешнюю прочность и твердость, бетон в столбчатом фундаменте под нагрузкой ведет себя, как колкая и твердая субстанция, например, лед или стекло. Обладая солидным запасом прочности, бетонная столбчатая опора может разрушиться задолго до наступления предельного состояния только из-за неоптимального распределения нагрузок внутри отливки.

Арматура для столбчатого фундамента позволят решить несколько важных задач обеспечения прочности:

• Большая часть критически важных напряжений на поверхности столбчатой опоры переносится в более глубокие внутренние слои бетона и преимущественно воспринимается не камнем, а стальной арматурой;
• Армирующему каркасу удается эффективно соединить между собой два основных элемента столбчатого фундамента –железобетонный ростверк и бетонные столбчатые опоры;
• Благодаря арматуре ресурс железобетонных элементов фундамента вырос в разы по сравнению с обычной неармированной конструкцией.

Важно! В отдельных случаях использование арматуры позволяет избежать катастрофических последствий разрушения бетона. Вместо скачкообразного обрушения происходит медленное, пластичное расползание конструкции.

Как выполняется армирование столбчатого фундамента

Любые задачи построения оптимального каркаса из арматуры для любого типа фундамента слишком сложны, чтобы точные данные и рекомендуемые размеры стальных прутков, форму и глубину закладки в бетоне можно было получить из нескольких простых формул строительной механики. Расчет армирования столбчатого фундамента давно выполняется программным способом, с получением мощности и способа армирования, и даже построением эпюр напряжений по арматуре и бетонной основе столбчатого фундамента.

Для упрощенной оценки и повышения эффективности использования арматуры можно использовать следующие рекомендации:

1. Количество армирующего прутка в бетонном элементе определяют из зависимости — суммарного сечения арматуры в бетоне должно быть 0,2-0,25% от сечения балки или столбчатой опоры;
2. Оптимальное соотношение диаметра армирующего прутка к поперечному размеру балки составляет 1/20-1/25;
3. Закладные элементы арматуры укладываются в бетоне на расстоянии 2,5-3,5 см от поверхности балки;
4. Армирование столбчатых опор фундамента выполняется в виде пространственного каркаса, отдельные пруты перевязываются мягкой проволокой для фиксации их расположения в опалубке до заливки формы бетоном.

Важно! Перед бетонированием прутья арматуры должны быть очищены от окалины, краски и ржавчины, обработаны специальными антикоррозионными растворами на основе фосфорной кислоты.

Схема закладки арматуры в столбчатом фундаменте

Для армирования столбов используется вязаный каркас из горячекатаного прутка класса А-III с накатанными на поверхности ребрами сцепления с бетоном. Диаметр прутка выбирается в зависимости от диаметра столбчатых обор, оптимальное значение 8-10 мм. В столбчатом опорном элементе квадратного сечения обычно устанавливают четыре нитки арматуры по 10 мм, для круглого сечения оптимальным будет 6 прутков по 8 мм.

Опорная плита под столб усиливается сварной сеткой из 6-8 мм арматуры, при толщине закраин бетонной подошвы более 15 см армирование выполняется в два слоя.

Для отдельных видов столбов, например, с переменным, ступенчатым сечением, армирование может выполняться в виде двух или больше отдельных каркасов, вложенных коаксиально друг в друга и связанных между собой мягкой проволокой.

Для грибовидных столбчатых элементов допускается двойное армирование. Первый слой армирующих элементов выгибается из отдельных L- образных фрагментов, вертикальная часть арматуры равна высоте столба фундамента, выгнутая горизонтальная часть обрезается по диаметру опалубки. После закладки в пробуренную скважину отдельные элементы разворачиваются так, чтобы горизонтальные участки арматуры расходились радиально от центра к периферии подошвы столбчатой опоры. Далее в скважину устанавливается стандартный арматурный каркас, и весь объем заливается бетоном. Таким образом, получается очень прочный и стойкий к выдавливанию опорный элемент столбчатого фундамента.

Армирование железобетонного ростверка выполняется по схожей схеме. В придонной, срединной и в верхней части будущей бетонной балки укладывается по два-три металлических прута, диаметром 10 мм. На углах концы арматурных прутьев загибаются по ходу балки так, чтобы загнутая часть составляла не менее 20-22 см. Загибы соединяются с примыкающим куском арматурного прута с помощью сварки или проволочных петель.

Аналогичным способом выполняется сращивание арматурного каркаса столбчатых опор и горизонтальных ниток арматуры в ростверке. Бетон опоры не должен подниматься выше ¼ высоты ростверка. Каждую нитку выгибают под прямым углом и сваривают с горизонтальными прутьями каркаса ростверка. Любые другие способы соединения приводят к потере жесткости и эффективности армирования.

Как используется стеклопластиковая арматура в фундаментах

На сегодня о композитных видах арматуры существует огромное количество противоречивой информации. Во–первых, стеклопластиковая арматура гораздо удобнее и легче в работе, чем тяжелые стальные прутки. Во-вторых, модуль упругости у композитной арматуры выше, чем у стали, она более жесткая и менее пластичная. Существующие таблицы перевода утверждают, что прочность стеклопластика в 6 мм эквивалентна стали диаметром 8 мм. В теории армирование стеклопластиком должно обойтись не дороже стального варианта.

Кроме того, стеклопластиковая арматура не способна противостоять срезающим усилиям, а значит, для соединения композитных ниток в углах ростверка потребуется устанавливать переходные соединения.

Необходимо отметить, что стеклопластиковая арматура хорошо подойдет для армирования буронабивных свай и опор столбчатого фундамента. Материал арматуры не подвержен коррозии, не создает мостиков холода и способен воспринимать знакопеременные вертикальные нагрузки. Изгибающие и срезающие усилия для него запрещены. Это значит, что стеклопластиком можно армировать ростверк и опоры столбчатого фундамента при условии использования фирменных методов сращивания арматурных прутков под прямым углом с помощью специального приспособления. Если попытаться соединить стеклопластиковые нитки по аналогии с металлическими прутками, эффективность армирования снизится до 10-15% от проектной величины.

Заключение

Использование стальной или стеклопластиковой арматуры дает немалый прирост прочности, но только на оригинальных материалах. Попытки использовать композитную или стальную проволоку, не предназначенную для целей армирования, как правило, дают обратный эффект и приводят к разрушению бетонного тела фундамента.

Армирование столбчатого фундамента своими руками: подробная схема

Для того чтобы изготовить надежные и долговечные столбы для фундамента под постройки небольшой массы в настоящее время все чаще стали использовать бетон, который отличается высокой степенью прочности и сжатия. Тем не менее, как и любой другой материал, бетон характеризуется не только с положительной стороны. К отрицательным качествам можно отнести плохую переносимость давления на изгиб и растяжение. Однако изменить положение дел удалось благодаря армированию столбчатого фундамента, которое при большом желании можно осуществить своими руками.

Методика армирования столбов

Каркас из арматуры для бетонного столба имеет вид вертикальных прутков, которые соединены между собой более тонкими горизонтальными прутьями. Диаметр составных прутьев, которые устанавливаются вертикально, лежит в диапазоне от 10 до 12 мм. Чтобы армирование столбчатых фундаментов имело успех, следует применять ребристую арматуру класса А3.

Для горизонтальных элементов каркаса понадобится арматура тоньше, как мы уже говорили раннее. Для этого приобретается гладкая монтажная арматура диаметром до 6 мм. Горизонтальные прутья служат исключительно для скрепления вертикальных прутков. В итоге все стержни сплетаются в единую и целостную конструкцию.

Выбрать длину для вертикальных прутов не сложно, достаточно отступить от верхней плоскости будущего монолитного столбчатого фундамента сантиметров 10-20, после чего в процессе возведения основания здания эти концы будут привязаны с ростверком посредством сварки.

Устройство армирования

Давайте теперь рассмотрим схему армирования столбчатого фундамента. Выглядеть она будет следующим образом:

• Проводим расчеты необходимого нам материала, в данном случае количество арматуры;
• Прутья разрезаются по размеру;
• Изготавливаем каркас;
• Полученную конструкцию из арматуры аккуратно опускаем в опалубку, соблюдая дистанцию между каркасом и стенками опалубки не меньше, чем 5 см;
• В опалубку заливается бетон.

Во время заливания бетонной смеси в опалубку, следует периодически трясти каркас, чтобы избежать образования полостей. Всю конструкцию из арматуры необходимо хорошо очистить от грязи и коррозии, если такая имеется. Делается это для того, чтобы бетонная смесь как можно лучше прилипла к металлу.

Вязка стальных прутьев

Благодаря своим компактным размерам, каркас из арматуры для столбчатого фундамента можно связать с помощью механического, ну или автоматического крюка.

Методика вязки

Представим нашу схему в виде пошаговой инструкции:

1. Отмериваем кусочек проволоки длиной 30 см, отрезаем ее и складываем;
2. На пересечении двух прутьев арматуры на месте их пересечения заносится образованная петля и выносится наверх;
3. Продеваем крюк на петлю и прокручиваем проволоку, заплетая при этом часть с концами проволоки вокруг петли.

Вот таким нехитрым способом производится связывание арматурного каркаса для столбчатого фундамента.

Вспоминаем алгебру. Расчеты

Ни одна стройка не обходится без предварительных расчетов. Определить количество необходимого материала для возведения фундамента – одна из самых главных задач. Сюда входит определение количества арматуры для изготовления металлического каркаса. Допустим, чтобы изготовить каркас из арматуры для заливки столба диаметром 20 см и глубиной заложения 200 см нам понадобиться всего 4 прута диаметром в среднем 12 мм.

Между прутками соблюдаем дистанцию в 20 см. Вертикальные прутья связываются горизонтальными кусками арматуры, между которыми расстояние будет составлять приблизительно 50 см. Всего получится 4 места связки.

Далее считаем так:

• Всего арматуры на один столб нам понадобится 8.8 метра. Как мы это нашли? Просто длину столба (2 м) сложили с размером будущего ростверка (припуск 0.2 м) и умножили на количество вертикальных прутьев, необходимых для изготовления арматурной конструкции одного столба;
• Гладкой арматуры для вязки по горизонтали нам понадобится 3 метра 20 см;
• Проволоки же для вязки нам понадобится приблизительно 5 метров (30см*4*4=4.8 метра).

Подобная схема подойдет для расчета количества металлической арматуры для армирования столбчатого фундамента здания любых размеров и пропорций.

Армирования подошвы

Чтобы укрепить нижнюю часть столба нашего фундамента, на дно укладывают специальную металлическую сетку, которую называют арматурной. Армирования подошвы для фундамента из столбов рассчитывается с применением специальных формул, в которых также учитываются свойства грунта. Однако подобные вычисления производят при строительстве масштабных проектов. Для простого строительства нужды в таких сложных вычислениях нет.

Анализируя доступные расчеты, удалось выяснить, что для хорошего армирования столбчатого фундамента под колонну, вполне хватит арматурной сетки из металлического прута с диаметром 0.6 см.

Если придерживаться строительных стандартов, то для укрепления подошвы столба следует взять арматуру с диаметром не менее 12 мм, а вязать сетку необходимо так, чтобы образовались ячейки размером 20х20 мм.

И еще: такая сетка хорошо укрепит всю конструкцию, если столбы фундамента выкладываются из кирпича. В этом случае арматурная сетка сваривается при помощи сварочного аппарата и кладется через каждые 4-5 рядов кирпича.

Укрепление ростверка

Чтобы плитный ростверк укрепить до необходимых показателей, нужно уложить в него при изготовлении два слоя арматуры. Разделяются они друг от друга дополнительным слоем бетонной смеси. Дистанция между металлическими прутьями равняется 20 см.

Все части арматурного каркаса сцепляются между собой небольшими отрезками, длина которых должна быть небольшой, чтобы конструкция не потеряла своей устойчивости и прочности. Сами отрезки при этом располагаются вертикально.  При армировании ленточного ростверка, его каркас, как и плитного, скрепляется исключительно в опалубке.

Для укрепления ростверка советуют применять прутья следующих диметров:

• Горизонтальные прутья- 1-1.2 см;
• Вертикальные – 0.6 — 0.8 мм.

Каркас из арматуры заливается в опалубке раствором на столько, чтобы от его верхней линии до поверхности ростверка было как минимум 300 мм.

Тонкости и нюансы на видео ниже:

Армирование столбчатого фундамента

В процессе строительства многочисленных  современных зданий, а также сооружений  со средней тяжестью широко используется армирование столбчатого фундамента с ростверком.  Известно, что для  бетона характерны высокие показатели прочности на сжатие. Что делает его максимально подходящим материалом  в случае возведения фундаментов для  лёгких построек.

Однако, с другой стороны,  ему приписывают и значительный недостаток —  плохая переносимость нагрузок на изгиб, а также растяжение. В данной статье мы подробно  и понятно расскажем Вам об актуальной  современной технологии армирования столбов, а также об особенностях и тонкостях армирования именно такого вида фундамента.

Схема столбчатого фундамента

Что дает армирование в случае столбчатого фундамента.

• С его помощью можно грамотно перенести большинство критически важных напряжений, возможных на поверхности столбчатой опоры, во внутренние, более глубокие  слои бетона;
• Профессионально выполненное армирование помогает с высокой эффективностью соединить два основополагающих элемента столбчатого фундамента – бетонные столбчатые опоры и ростверк из железобетона;
• С помощью арматуры в существенной степени увеличивается ресурс элементов из железобетона.

В некоторых случаях применение арматуры  помогает избежать  самых плачевных и катастрофических итогов, касающихся процесса разрушения бетона.   В результате вместо скачкообразного разрушения  происходит  пластичное и медленное расползание  имеющейся конструкции. 

Особенности технологии армирования столбов

Требования для армирования столбчатого фундамента

В конструкцию арматурного каркаса столба из бетона входит несколько вертикальных прутков.  Диаметр используемой арматуры составляет  от 10 и вплоть до 12 мм.

Армированный каркас столба фундамента

Следует знать, что с целью армирования столбчатых фундаментов применяют  исключительно арматуру, принадлежащую к классу А-III ( или ребристую).

В роли  горизонтального компонента каркаса выступает более тонкая и гладкая монтажная арматура с диаметром 6 мм.  Основное назначение горизонтальных компонентов —  служить  правильному соединению  вертикальных стержней в целую единую  конструкцию.

Как грамотно  вычислить длину вертикальных элементов:  их верхние концы должны выступать над поверхностью заливки из бетона на 10-20 см.  Оставшиеся свободные концы впоследствии  применяются с целью привязки ростверка к необходимым  столбам.

Типичная схема армирования столбчатого фундамента

Для того, чтобы грамотно и беспроблемно выполнить армирование, необходимо пройти следующие этапы:

• Четко рассчитать требуемое количество арматуры;
• Отрезать стержни с необходимой длиной;
• Связать каркас;
•  Выполнить спуск полученной конструкции внутрь опалубки. Немаловажное значение на этом этапе имеет то условие, что между арматурой, а также досками опалубки должен выдерживаться зазор до 50 мм;
• Выполнение заливки бетона. Следует помнить, что при правильном заполнении каркаса смесью из бетона  его требуется периодически встряхивать. Немаловажно, чтобы арматура была полностью чистой. В ином случае станет явным прилипание имеющегося  бетона к металлу.  Очистить арматурные прутья от краски, ржавчины, а также окалины можно с использованием специальных антикоррозийных растворов.

В целом, следует помнить, что невозможно получить точные данные, а также размеры стальных прутков, глубину и форму их закладки в бетон, используя несколько простейших формул всем известной строительной механики. На современном этапе зачастую армирование столбчатого фундамента  производится с использованием программного способа. По его результатам можно подобрать наиболее оптимальный  способ армирования, а также  вычислить необходимую мощность и даже  построить так называемые эпюры  напряжений касательно  арматуры.

Армирование столбчатого фундамента: полезные рекомендации

• Определение необходимого количества прутка для армирования в бетонном элементе происходит следующим  принципом – суммарное сечение арматуры в используемом  бетоне должно составлять от 02 до 0, 25 %  от имеющегося  сечения столбчатой опоры либо балки;
• Наиболее оптимальным и грамотным соотношением диаметра армирующего прутка к поперечному размеру  устанавливаемой балки считается от 1 к 20  и от 1 к 25;
• Элементы, подлежащие закладке, должны размещаться в бетон на минимальном расстоянии 2,5 (и вплоть до 3,5 см) от поверхности требуемой балки;
• Армировать столбчатые опоры фундамента можно в форме пространственного каркаса. Отдельные его пруты необходимо перевязать мягкой проволокой  с целью фиксации их местоположения в опалубке вплоть до заливки имеющейся формы бетоном.

Вязка арматуры

Вязка арматурного каркаса ( опора и столб)

Разберемся подробнее, как вязать арматуру для столбчатого фундамента.

Прежде всего, таким фундаментам присущи некрупные размеры. По этой причине с целью вязки арматуры может применяться обычный либо автоматический крюк.

Рассмотрим довольно нехитрую схему вязки:

• Необходимо отрезать кусок проволоки с длиной в 300 мм и сложить её пополам;
• Полученную петлю необходимо занести по диагонали крестовины арматуры  и вынести к её концам;
• В проволочную петлю помещается крюк;
• Необходимо прокрутить инструмент, цепляя в процессе концы проволоки.

Требуемые расчеты

Схема арматурного каркаса

В случае индивидуального строительства армирование столбчатого фундамента сводят к четкому и продуманному определению требуемого количества арматуры.  К примеру, для того, чтобы получить  каркас из арматуры  под столб с диаметром 200 мм, а также с необходимой  глубиной заложения в  2 метра, достаточными станут 4 вертикальных прутка со следующим  диаметром —  12 мм.

Расстояние между ними будет составлять 200 мм.  Причем прутки необходимо будет перевязать с использованием горизонтальных элементов в 4-ёх местах (с требуемым шагом – 500 мм).

1.Для расчета количества ребристой арматуры на 1 столб необходимо выполнить следующие вычисления: (2 + 0,2) х 4 = 8,8 метра. В расчете  уже учтен припуск в  0,2 м, необходимый с целью привязки ростверка;

2. Для расчета количества необходимой гладкой арматуры с диаметром 6 мм необходимы следующие вычисления: 0,2 х 4 х 4 = 3,2 метра;

3. Для расчета вязки каркаса требуется заготовить следующее количество проволоки: 0,3 х 4 х 4 = 4,8 метра.

Полученные в итоге результаты необходимо умножить на требуемое количество столбиков.

Таким же самым  образом происходит расчет требуемого количества арматуры с целью армирования столбчатых фундаментов монолитного типа и любых геометрических размеров.

Подведем итоги.  Армирование столбчатого фундамента – трудоёмкий  процесс, который требует грамотных расчетов и  продуманного подхода. Однако не стоит забывать, что от этого в итоге зависит прочность, а также  надежность всего строящегося объекта.  Поэтому стоит приложить некоторые усилия на начальном этапе, чтобы пожинать  приятные плоды собственного труда в процессе эксплуатации нового сооружения.



Армирование столбчатого фундамента на буронабивных сваях

Арматурный каркас для свай.

Армирование столбчатого фундамента является обязательным условием, позволяющим получить прочное, надежное основание для дома. Бетон способен выдерживать нагрузки на сжатие, но деформируется под воздействием на изгиб и растяжение. Существует несколько видов металлических каркасов для буронабивных свай. Они монтируются по различной технологии в зависимости от параметров опоры и условий ее эксплуатации.

Виды металлического каркаса

Армирование может быть нескольких видов:

• Плоским, сделанным из нескольких слоев металлических прутьев, соединенных между собой поперечными перемычками с помощью проволоки или сварки. Используются в качестве основы для закладки буронабивных опор и повышения прочности железобетонных опор небольшого диаметра.
• Объемным в виде круга или квадрата, изготавливаются с помощью автоматизированных сварочных линий. Требуют выполнения точных расчетов перед монтажом. Применяются для конструкций, несущих на себе значительную нагрузку от домостроения.

Согласно ГОСТа 10992, армирование свай может быть продольным и поперечно-продольным.

Продольным способом армируют конструкции, устанавливаемые в устойчивом грунте средней плотности: супеси, глина, суглинки. В сейсмически активных районах такое армирование не применяют из-за плохого сопротивления на изгиб и растяжение.

Армированный продольный каркас состоит из рифленых металлических стержней, соединенных между собой с помощью перемычек. В продольном ряду должно быть от 4 до 8 рядов прутьев, сечением от 12 до 15 мм.

В процессе погружения верхняя и нижняя части сваи испытывают максимальную нагрузку. Чтобы конструкция не деформировалась, ее усиливают сверху стальными сетками, установленными на расстоянии 50 мм друг от друга. Таких сеток монтируют 4-5 штук. Нижнюю часть укрепляют стальной обоймой, изготовленной в форме конуса. Ее приваривают к выступающим прутьям арматуры, подогнутым вовнутрь.

Каркас округлой формы.

Продольно-поперечный способ более надежный. Из-за большого расхода металла, стоят такие опоры значительно дороже. Но они способны выдерживать повышенные нагрузки. Изготавливают каркас из металлических прутьев диаметром от 11 до 15 мм, класса А1 или А2. Поперечные перемычки, соединяющие продольные ряды, изготавливают из металла, сечением от 8 до 12 мм.

При армировании круглых опор иногда применяют стальную сетку, собранную в цилиндр.

Расстояние между поперечными перемычками выбирают в зависимости от плотности грунта. В центральной части шаг составляет 200-300 мм. Если опора более 12 м расстояние между перемычками должно быть не более 200 мм.

Верхние концы опор усиливают сеткой из арматуры, а на нижний конец надевают стальной наконечник.

Расчет параметров каркаса

Свайный фундамент находит широкое применение при строительстве небольших домов из легких материалов. Чем выше масса постройки, тем шире должно быть сечение опоры. Наиболее часто применяют буронабивные сваи диаметром 30 см.

При расчете количества опор, их сечения и способа армирования нужно учитывать характеристики грунта на строительном участке и массу дома с учетом материалов, применяемых для строительства, мебели, людей, которые могут находиться в доме.

Такой важный этап лучше доверить профессионалам. При неправильных расчетах опора может не выдержать несущей нагрузки от домостроения и деформироваться или разрушиться. Это повлечет за собой в лучшем случае необходимость капитального ремонта, а в худшем варианте развития событий создаст угрозу жизни людей, находящимся в доме.

На устойчивых грунтах, при достижении пласта плотной почвы, достаточно будет свай, сечением 30 см и длиной 2, 5 мм. Для устройства фундамента под домостроения средних размеров понадобится около 40 штук армированных свай.

Армирование буронабивных свай

Буронабивные опоры изготавливаются на строительном участке, там же происходит и их усиление металлическим каркасом.

В грунте бурят скважину нужных размеров. Затем в нее с помощью крана вставляют предварительно смонтированный стальной каркас. Затем устанавливают трубу и заливают бетонным раствором.

Последовательность монтажа буронабивных свай:

1. Выполняют все необходимые расчеты. Определяют количество и диаметр свай.
2. Согласно проекту выполняют разметку расположения опор на участке.
3. Бурят скважину: 150-200 см земли удаляют с помощью буровой насадки, остальную глубину достигают, используя шнек.
4. На дно отверстия насыпают песок, толщиной 250-300 мм, песчаная подушка служит для повышения несущих свойств почвы.
5. Опускают обсадную трубу, выполняющую функцию опалубки.
6. Выполняют армирование буронабивных свай. В пробуренное отверстие с помощью крана вводят каркас из арматуры. Его изготавливают с горизонтальной обвязкой из вертикальных прутьев диаметром 10-16 мм.
7. Скважину заливают цементно-песчаным раствором, приготовленным в пропорции 1:3.
8. Обсадную трубу по мере заполнения полости раствором поднимают.
9. Когда скважина полностью заполнена бетонным раствором, обсадную трубу вынимают, формируют оголовок опоры.

Для предотвращения нарушения целостности только что залитой сваи, опоры заливают бетонным раствором через одну. Стоящую рядом сваю монтируют после того, как предыдущая наберет прочность не менее 30%.

Армирование буроинъекционных опор

Технология устройства буроинъекционных свай похожа на монтаж буронабивных опор. Меняется только последовательность при заливке и монтаже армирования.

При монтаже буроинъекционных опор сначала отверстие заливают цементным раствором, сразу пока он не застыл внутрь опускают предварительно смонтированный армированный каркас.

Буроинъекционное строительство включает в себя метод нагнетания мелкодисперсного бетона в заранее подготовленную скважину. Таким способом устанавливают опоры сечением до 25 см.

Армирование забивных опор

Сваи забивного типа изготавливают в заводских условиях. На специальных производственных линиях выполняются все циклы производства, включая монтаж металлического каркаса.

Опалубкой служит металлическая труба, в нее вставляют армированный каркас. После этого конструкцию заполняют бетоном и перевозят в специальную камеру, где под действием определенной температуры происходит затвердевание бетона. Когда прочность достигает нужных параметров, сваю перевозят на склад.

Армирование свай своими руками

Подготовить все необходимое для изготовления металлического каркаса нужно заранее. Для монтажа буронабивных опор понадобятся такие инструменты и материалы:

• болгарка для нарезки металлических прутьев;
• сварочный аппарат для монтажа армированного каркаса;
• вибрационный аппарат для уплотнения бетонного раствора внутри сваи;
• буровая машина;
• бетономешалка;
• лопаты;
• готовый бетон или его составляющие: песок, цемент, щебень;
• металлические прутья рифленые и гладкие;
• рубероид;
• проволока.

Пошаговая инструкция по армированию свай своими руками:

1. Стальные прутья нарезают на отрезки нужной длины с помощью болгарки.
2. Для поперечных перемычек отрезки прутьев выгибают до получения округлой формы или подготавливают 4 куска, которые впоследствии приваривают по бокам продольного каркаса.
3. Нужное количество продольных прутьев укладывают параллельно друг другу, соединяют их верхние, нижние концы и середину поперечными перемычками.
4. Собирают вторую часть каркаса. Соединяют между собой двойным сварным швом.
5. Обрабатывают составами против коррозии.
6. Опускают армированный каркас в подготовленное отверстие.
7. Заливают бетонным раствором, уплотняют его вибрационной установкой.

Соединение арматуры для свай с каркасом ростверка.

После монтажа свай и набора ими достаточной прочности приступают к монтажу ростверка. Монтируют опалубку из досок, которая должна быть выставлена строго по уровню.

Армирование ростверка

Ростверк служит для равномерной передачи нагрузки от домостроения через столбы на плотные слои грунта. Он предохраняет постройку от чрезмерной усадки в местах наибольшей несущей нагрузки. Он бывает висячий или заглубленный в грунт.

Армирование выполняют двумя рядами металлических стержней, уложенных вдоль бетонной ленты. Верхний и нижний ряды прутьев соединяют с помощью вертикальных и горизонтальных перемычек.

В качестве перемычек применяют:

• Выгнутую в виде хомутов арматуру прямоугольной формы. Ее изготавливают из гладких металлических стержней класса А, сечением 8-10 мм.
• Прутья приваривают к верхнему и нижнему продольным рядам. Все элементы должны быть изготовлены из одного материала.

В продольных рядах стержни монтируют с шагом 10 сантиметров по 3-4 ряда стержней в каждом поясе. Перемычки устанавливают на расстоянии 200-300 мм. Вертикальные стержни крепят с шагом, не менее 40 см друг от друга.

Арматура должна быть спрятана в бетон. При взаимодействии с воздухом и осадками она со временем начнет разрушаться.

После обрезки свай до нужного размера, из них будет выступать арматура. Она будет использоваться в качестве соединительного элемента между ростверком и столбами.

Перед началом армирования рассчитывают нагрузки, делают чертеж расположения арматурного каркаса.

Свайный фундамент с ростверком.

Пошаговая инструкция по армированию ростверка:

1. Монтируют опалубку, следят, чтобы ее боковые стенки располагались строго по уровню.
2. Металлические стержни скрепляют между собой по 3-4 штуки проволокой и опускают в опалубку. Перемычки устанавливают на расстоянии друг от друга 200-400 мм.
3. Углы соединяют с помощью гнутых Г- и П-образных профилей.
4. Арматура должна отступать от опалубки по 50 мм с каждой стороны и снизу, чтобы впоследствии не оказалось, что ее края выступают из бетонной ленты.

Стальной каркас должен располагаться строго по горизонтальному и вертикальному уровню. От этого зависит качество ростверка и надежность дома.

Диаметр применяемых свай должен быть не менее 30 см, количество стальных прутьев в продольном поясе от 3 и более штук, припуск арматуры под монтаж ростверка предусматривают не менее 50 см.

Нюансы строительства столбчатого фундамента представлены на видео:

Чтобы дом имел длительный срок эксплуатации, был прочным и надежным, а также не давал неравномерной усадки, нужно выполнять армирование столбчатого фундамента и ростверка. Должны быть выполнены все расчеты в зависимости от типа грунта и веса будущего дома.

Вертикальная вязка арматуры для фундамента

В данной статье мы разберем, что такое столбчатый фундамент, его свойства и особенности изготовления, а так же узнаем, как и зачем производится армирование столбчатого фундамента.

Столбчатый фундамент – проверенное и выгодное решение для возведения малоэтажных зданий из дерева или каркасных построек. Такой фундамент возводится также при постройке зданий на склонах. Существенным препятствием для закладки столбчатого основания является высокий уровень грунтовых вод или необходимость сооружения подвала.

Основание представляет собой систему столбов, изготовленных из бетона, которые размещены на пересечении и примыкании стен, а также на углах сооружения. Стоит также отметить, что несущая способность у данного фундамента ниже, чем у других видов.

Важный момент: данный фундамент закладывается гораздо глубже расположения уровня промерзания грунта, который можно узнать в местных геоцентрах.

Зачем армировать фундамент

Состояние грунта нестабильно, его несущая способность часто меняется при смене сезонов, что не может не сказываться на состоянии фундамента. Отдельные его части начинают провисать, причем характер деформации полностью зависит от того, в каком месте участка происходит проседание грунта.

Для того чтобы нагрузка на столбы основания распределялась равномерно, их верхушки укрепляется специальной конструкцией – ростверком. Данное приспособление не даст столбам перемещаться и деформироваться и послужит прочной опорой для постройки дома, в том числе и здания с цокольным этажом.

Таким образом, армирование столбчатого фундамента необходимо для увеличения его прочности и правильного распределения нагрузки. Верная закладка стержней арматуры – залог долговечности всего сооружения.

Способы армирования столбчатого основания

Варианты строительства столбчатого фундамента

Как правило, в малоэтажном индивидуальном строительстве используется железобетонный фундамент монолитного типа – один из наиболее широко распространенных видов столбчатого основания. Существует два способа возведения данного фундамента:

• Вариант №1. Под каждый из планируемых столбов вырывается котлован шириной немного больше размера столба и глубиной согласно проектным расчетам. Эта процедура необходима для монтажа опалубки из досок. Она сооружается таким образом, чтобы столбы фундамента возвышались на полметра над землей. Затем, после ее установки, расклинивания и закладки стержней арматуры, заливается бетон.

Важно: заливка бетона должна производиться на одном уровне. Ошибки и неровности можно исправить при установке ростверка. После полного засыхания железобетонной массы деревянную опалубку убирают, а котлован засыпают обратно.

• Вариант №2. Данный способ довольно трудоемкий из-за большого количества земельных работ. Выполняется он следующим образом: бурятся скважины на нужную глубину при помощи специальной техники, в них закладывается арматура, которую затем бетонируют. В данном случае опалубка совсем небольшая и имеет высоту выступающей части столба. Хотя второй способ прогрессивнее, быстрее и проще, но он гораздо требовательнее к грунту строительного участка.

Выбираем арматурные стержни

Важно: для качественного и правильного армирования можно пользоваться только специальной стальной арматурой. Рассмотрим, какие стержни предусматривает регламент ГОСТ 10922-90:

• Класс арматуры А-III и выше;
• Длина деталей арматурного каркаса должна быть больше 60 мм;
• Диаметры стержней: для холоднотянутых стальных прутьев – не менее 3 мм, для горячетканного металлопроката – не менее 6 мм.

Элементы конструкции изготавливаются строго из качественной стали класса 15 и выше, предварительно обработанной антикоррозийными материалами.

Технология армирования столбчатого фундамента

Для того чтобы армирование было выполнено правильно, важно знать и учитывать особенности технологии.

Помните: любая конструкция, изготовленная из монолитного бетона, отлично переносит сжатие, но разрушается при растягивающих и изгибающих нагрузках. Именно для предотвращения этих негативных последствий и производится армирование, которое в данном случае выполняется вертикально – металлические стержни кладутся параллельно столбам.

Арматурные стержни заготавливаются заранее. Для процедуры необходимы прутья класса А-III. Каркас из расчета на один столб 40 на 40 сантиметров изготавливается из 4 вертикальных стержней. Его поперечное сечение должно быть меньше сечения столба на 4-5 сантиметров со всех сторон.

Если высота столба достигает двух метров и более, его обвязка производится в нескольких местах на расстоянии не более 70 сантиметров друг от друга. Согласно ГОСТу 10922-90, можно выбрать любой способ обвязки. Наиболее популярны сейчас два способа: при помощи стыковой электросварки и путем соединения элементов двойным узлом проволочными фиксаторами. Важный момент: процент содержания арматурных стержней в фундаменте четко прописан в СНиПе и не терпит отклонений. К примеру, для подколонников и колон он составляет всего 0,08% от площади сечения столба.

Запомните: металлолом не может служить в качестве материала для арматуры, это недопустимо и опасно.

Армирование ростверка

Образец устройства ростверка столбчатого фундамента

Без укрепления конструкции ростверка, армирование фундамента неэффективно, поскольку на нее оказывается точно такие же нагрузки, как и на все основание.

Важный момент: армирование ростверка производится по технологии укрепления ленточного основания. В данной процедуре помимо объемных металлоконструкций, можно применять и плоские закладные детали, такие как швеллер, толстолистовую полосу и уголок.

Эта технология предусматривает два пояса армирования, причем в верхнем поясе используются стержни большего сечения.

Таким образом, вместе с армированием ростверка появляется возможность полностью погрузить стержни в бетон, не применяя при этом антикоррозийное покрытие.

В данном видео представлена технология использования столбчатого фундамента при строительстве каркасного дома

Подводим итог: возведение фундамента – серьезная задача, к проведению которой необходимо подойти со всей серьезностью, тщательно изучив теорию и нормативные акты. Важно соблюдать технологию и регламентированные нормативными актами условия изготовления. Правильно выполненное армирование основания – залог прочности конструкции, ее долговечности.

Требуется ли сталь, арматура или волокнистая сетка в столбах и опорах строительных компонентов?

ВВЕДЕНИЕ

Основное назначение фундаментов — распределение и сопротивление силам или нагрузкам, испытываемым несущей конструкцией из-за ветра, дождя, снега, сейсмических и других нагрузок. Когда дело доходит до строительных компонентов, таких как генераторы, знаки и ограждения, код оставляет серую зону для проектирования фундамента. Это происходит потому, что большинство компонентов здания непригодны для проживания и, следовательно, не находятся на переднем крае при установлении требований кода.В этой статье подводятся итоги наших исследований относительно того, в каких ситуациях опор стальная арматура не требуется при проектировании компонентов здания, и предлагаются некоторые альтернативные методы армирования для проектирования.

ЗАДНЯТЬ ИЛИ НЕ ЗАПРАВИТЬ?

Руководство ACI 318-14 является ведущим стандартом в области проектирования бетона. Глава 2 ACI 318-14 дает нам определение простого бетона: «бетон, простой — бетон без армирования или с армированием меньше минимального количества, указанного для железобетона».”

Как уже упоминалось, определение простого бетона не обязательно означает, что в нем нет арматуры, это просто означает, что в нем меньше арматуры, чем указано для выбранного использования. Для целей этой статьи мы предположим, что в обычном бетоне отсутствует всякое армирование. Переходя к главе 14 ACI 318-14, мы, наконец, понимаем, что такое «простой бетон», и какие случаи, в которых допускается использование обычного бетона:

· «14.1 — Область действия

»

Настоящая глава применяется к проектированию простых бетонных элементов, включая (a) и (b):

(а) Элементы строительных конструкций

(b) Элементы в не строительных конструкциях, таких как арки, подземные инженерные сооружения, гравитационные стены и защитные стены »

· «14.1.3 — Обычный бетон разрешается только в случаях (a) — (d):

(a) Элементы, которые постоянно поддерживаются грунтом или другими конструктивными элементами, способными обеспечивать непрерывную вертикальную поддержку

(б) Стержни, для которых действие дуги обеспечивает сжатие при всех условиях нагружения

(в) Стены

(г) Пьедесталы »

· «14.1.4 Обычный бетон разрешается для конструкции, отнесенной к категории сейсмического проектирования (SDC) D, E или F, только в случаях (a) и (b):

(a) Опоры, поддерживающие монолитные железобетонные или каменные стены, при условии, что опоры армированы в продольном направлении не менее чем двумя сплошными арматурными стержнями.Слитки должны быть не ниже 4 и иметь

баллов.

общей площадью не менее 0,002 раза больше общей площади поперечного сечения фундамента. На углах и перекрестках должна быть обеспечена непрерывность арматуры.

(b) Элементы фундамента (i) — (iii) для отдельно стоящих одно- и двухквартирных домов не более трех этажей и построенных с несущими стенами на шпильках:

(i) Опоры опорных стен

(ii) Изолированные опоры, поддерживающие колонны или пьедесталы

(iii) Фундамент или стены подвала не менее 7-1 / 2 дюйма.толщиной и не более 4 футов несбалансированного заполнения ».

Прочитав разрешенные случаи для неармированного бетона, выделенные жирным шрифтом наиболее применимы к компонентам здания. Начиная с самого широкого случая; «14.1 — Объем:… (b)», этот случай охватывает большинство компонентов здания, но ограничивается только в зависимости от конкретного случая. ACI 318-14 затем продолжает давать нам другие ситуации, в которых допускается использование обычного бетона «14.1.3- (a)». Эти определения могут применяться ко многим компонентам здания, таким как солнцезащитные навесы, выступы, внешние украшения здания, прикрепленные к зданию (в эстетических целях), столбы и т. Д.Кроме того, он закладывает основу для изолированных опор, не связанных с семейными жилищами или любыми жилыми помещениями, фраза, которая охватывает это, звучит так: «(а) Члены, которые постоянно поддерживаются почвой…». Таким образом, в соответствии с ACI, если основание постоянно поддерживается почвой, его можно спроектировать как простой бетон, подробнее об этом позже в статье. Последний допустимый допустимый случай, указанный ACI, — «14.1.4-… (b)». Этот случай может быть применен к любым основам, используемым для больших или малых заборов, навесов, генераторов или любых других не строительных конструкций, которым могут потребоваться опоры.Комментарии к этому разделу объясняют, почему в таких ограниченных случаях допускается использование обычного бетона. Подводя итог комментариям, поскольку способность простого бетона напрямую связана с прочностью на сжатие, размером и другими свойствами, простой бетон следует использовать только для тех применений, в которых бетон будет в основном находиться: на сжатие, необходимое для того, чтобы допускать случайные трещины без ущерба для его структурная прочность и, как ожидается, низкая пластичность, поскольку это не является важной конструктивной особенностью.

В целом, необходимо рассчитать наихудшую комбинацию нагрузок, испытываемую предлагаемым стержнем. ASCE 7 дает нам наши основные сочетания нагрузок, которые также соответствуют Строительным нормам Флориды, семьдесят редакции (2020), раздел 1605.3. Бетонный фундамент должен выдерживать осевые силы, собственный вес, подъемные силы и силы скольжения, а также опрокидывающие моменты с коэффициентом безопасности 1,5, если наихудшая комбинация нагрузок не равна 0,6 Вт + 0,6D. Если наихудшая комбинация нагрузок равна 0.6W + 0,6D, то бетонный фундамент должен выдерживать указанные выше силы с запасом прочности 1,67. Имейте в виду, что это применимо только в том случае, если ветер является вашим основным вариантом нагрузки, в противном случае этот коэффициент безопасности может быть изменен в соответствии с основной нагрузкой. Фундамент также должен соответствовать критериям ACI 318-14, разделы 14.1, 14.1.3, и категории сейсмостойкости, согласно которой плита относится к категориям, указанным в разделе 14.1.4. Если вы считаете, что ваша плита будет воспринимать высокие усилия сдвига из-за температуры или усадки, рекомендуется армирование волокном, или если основание будет испытывать какие-либо нагрузки высокого напряжения, рекомендуется использовать арматуру.Это должно быть проверено специалистом по увеличению нефтеотдачи или проектировщиком.

ФУНДАМЕНТЫ БЕТОННЫЕ

Краткое примечание относительно простых бетонных оснований столбов и их ограничений. Согласно Международным строительным нормам (2018), если основание географически расположено в области, где линия замерзания составляет ноль дюймов, покрытие внутреннего дворика должно быть разрешено опираться на бетонную плиту на уровне без опор при условии, что плита соответствует положениям в Глава 19 Международного строительного кодекса (2018) и что плита не менее 3.5 дюймов толщиной. Колонны не могут выдерживать нагрузки, превышающие 750 фунтов (3,36 кН) на колонну.

БЕТОН, АРМИРОВАННЫЙ ВОЛОКНОМ

Это подводит нас к следующему разделу, что такое фибробетон (FRC)? ACI определяет его в своем руководстве ACI318-14 как в основном бетон, армированный стальной фиброй, но фибробетон (FRC) — это бетон, содержащий волокнистый материал, который увеличивает его структурную целостность. Волокна обычно короткие, дискретные, равномерно распределены и ориентированы случайным образом.Материал волокна может варьироваться от стали до стекла и даже синтетических или натуральных волокон. ACI318-14 рассматривает это в CH 7. Таблица 7.6.1.1 дает нам минимальную требуемую площадь стали или «проволочной арматуры» для не предварительно напряженных плит. Как видно ниже, он дает нам формулу необходимой арматуры на основе общей площади поперечного сечения бетонной плиты и ее предела текучести.

Зачем использовать FRC? Армирование бетона волокнами дешевле, чем арматура, связанная вручную, при этом прочность на разрыв увеличивается во много раз.Волокна могут быть круглыми или плоскими, и их часто описывают удобным параметром, называемым «соотношение сторон». Соотношение сторон — это отношение длины к диаметру. Типичное соотношение сторон составляет от 30 до 150. Волокна помогают бетону в том же вопросе, что и арматура. Поскольку модуль упругости волокон выше, чем у бетона, они помогают выдерживать силы, испытываемые элементом конструкции, за счет увеличения прочности элемента на растяжение. Увеличение соотношения сторон волокон обычно приводит к увеличению прочности на изгиб и ударной вязкости элемента, но если волокна слишком длинные, они могут сжиматься и создавать эффект «комкования» в бетонной смеси и создавать проблемы с удобоукладываемостью.У армирования волокном есть еще одно преимущество, которое еще не решено, а именно то, что оно может улучшить устойчивость бетона к замерзанию и оттаиванию. Соотношение волоконной сетки 0,1% / куб. Ярд обычно используется в промышленности для небольших строительных компонентов.

СОПРОТИВЛЕНИЕ FRC И FORST / THAW

Раздел 1809.5 Строительного кодекса Флориды 7-е издание (2020) и Международный строительный кодекс 2015 года 2018 указывают, что опоры должны быть защищены от мороза, чтобы предотвратить явление, известное как «вспучивание».Пучка возникает в регионах, где почва подвержена сезонному промерзанию грунта, когда замерзшая вода в верхнем слое почвы тает и вытесняет окружающую почву. Это, в свою очередь, приводит к оседанию основания. Со временем цикл замораживания-оттаивания вызывает перекос конструкции и увеличивает вероятность разрушения. Промерзшая часть верхнего слоя почвы называется линией промерзания. Один из способов защиты от этого — спроектировать вашу опору так, чтобы она проходила не менее чем на 5 дюймов за линией замерзания, или в соответствии с ASCE 32 вы можете установить изоляционный слой и нечувствительный к замерзанию слой, который ограничивает теплопередачу.Вы можете прочитать больше по этой теме на нашем сайте здесь: https://www.engineeringexpress.com/wiki/frost-protection-concrete-footings-grade/

Было исследование, проведенное Cantin and Pigeon и Pigeon et al. Исследование пришло к выводу, что включение стальных волокон длиной от 54 мм до 60 мм (2-2,5 дюйма) не оказывает значительного влияния на бетон, устойчивый к образованию отложений на поверхности. Напротив, использование коротких волокон длиной 3 мм уменьшило степень разрушения бетона.Хотя это исследование показывает эти результаты, есть и другие исследования, на которые оно ссылается, которые показывают обратное. В целом это преимущество, на наш взгляд, пока неубедительно. Для получения дополнительной информации о требованиях к арматуре посетите ACI-360 и ASCE 7

.

Источники:

https://www.asce.org/uploadedFiles/Newsroom/Content_Pieces/asce-fact-sheet.pdf

https://alleghenydesign.com/fiber-reinforcing-in-concrete-slabs/ https: // theconstructor.орг / из бетона / из бетона, армированного волокнами / 150/

https://www.britannica.com/biography/Joseph-Monier https://www.giatecscientific.com/education/the-history-of-concrete/

https://csengineermag.com/article/clearing-the-confusion-on-plain-concrete/

https://www.engineeringexpress.com/wiki/frost-protection-concrete-footings-grade/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705815013144

https://en.wikipedia.org/wiki/American_Concrete_Institute

https: // en.wikipedia.org/wiki/Fiber-reinforced_concrete

Статья написана Франсиско Сармиенто из Engineering Express 5/2019

Процедуры установки железобетонных колонн

Колонны — это важные структурные элементы, используемые для передачи нагрузки надстройки на опорную конструкцию. В результате их стабильность и структурное сопротивление имеют большое значение для целостности здания. В зданиях колонны обычно делятся на тонкие, короткие или промежуточные.В зависимости от нагрузки, которой они подвергаются, колонны можно охарактеризовать как осевые (подверженные только осевой нагрузке), одноосные (подверженные осевой нагрузке и изгибающему моменту в одном направлении) или двухосные (подверженные осевой нагрузке и изгибу). в двух направлениях).

В то время как процедура проектирования колонн хорошо известна инженерам-строителям, процесс строительства колонн на месте для достижения того, что показано на чертеже, представляет собой совершенно другую проблему. Успех и точность любого здания как-то связаны с его оформлением.В этом посте мы кратко опишем процедуры установки колонн из фундамента и из плиты перекрытия с помощью доступных строительных инструментов.

Давайте кратко рассмотрим этот процесс.

(a) Установка колонн от фундамента
Стартовые стержни колонны обычно начинаются с фундамента, который может быть подушкой, плотом или свайной крышкой. Для местных строительных работ разметка работ будет включать установление линий застройки и разметку расположения колонн на профильной доске, которая должна быть установлена ​​по всему зданию.Подробная информация о том, как расположить здания, можно найти в Интернете. Эти точки, отмеченные на профильной доске, используются в качестве ориентира при рытье траншей под фундамент. После выемки на необходимую глубину фундамент следует заглушить согласно техническим условиям чертежа.

Рис. 1. Вырытая траншея для строительства фундамента.

После ослепления фундамента котлована можно соответствующим образом проложить линии и определить правильное расположение каждой колонны.Поэтому точность установки колонны на этапе фундамента зависит от точности проведения работ по разбивке. Вот почему правильная планировка важна, особенно на этапе фундамента. Арматуру фундамента и стартеры армирования колонн можно правильно установить и удерживать на месте до тех пор, пока не будет выполнено бетонирование фундамента.

Рис 2: Разметка стартовых планок с помощью линий

(b) Разбивка колонн из плиты перекрытия
Если фундамент был завершен и есть необходимость продолжить конструкцию с первого этажа или плиты первого этажа, то необходимо будет выполнить разметку опорных элементов. .Установку кикеров могут производить геодезисты или инженер участка. Обычно ошибочно принимать за абсолютный ориентир угол здания (край плиты), если только вы не уверены, что края плиты идеальны в соответствии с чертежом. Иногда после заливки плиты возможна погрешность около ± 20 мм относительно чертежа. Если вы хотите избежать проворачивания стержней, вам следует немедленно устранять такие ошибки.

Рис. 3: Усиление колонны кикерами

Самый быстрый способ справиться с этим — разделить здание на две части, как показано на Рисунке 4 (красные линии).Линии должны проходить не строго по центру здания, а из любой удобной точки, которая позволит вам легко проводить измерения. Однако вы должны убедиться, что пересечение линий находится под углом 90 градусов друг к другу. Вы можете использовать лазерный станок или метод 3-4-5, чтобы линии были квадратными. Вместо того, чтобы использовать какой-либо край здания в качестве ориентира, вы должны использовать центральные линии, которые вы установили в качестве ориентира, для определения положения колонн. Используя этот метод, вы редко ошибетесь, и еще одно преимущество состоит в том, что если есть ошибки в размерах плиты перекрытия, ошибка распределяется поровну.

Рис. 4: Разделение плиты перекрытия на части для разметки кикера.

Предложения по улучшению этого поста приветствуются и будут учтены.

Как залить опору для подъездной колонны | Home Guides

Столбы проезжей части для въездных ворот или вдоль сторон проезжей части акцентируют внимание на въезде и проезде. Типичные столбы состоят из изготовленных из стекловолокна колонн или построенных из кирпичной кладки пилястр на бетонных основаниях. Хотя заливка бетона относительно проста, важно, чтобы опора адекватно поддерживала столб в случае движения грунта или чрезмерного количества воды.По этой причине опора должна включать арматурные стержни и основание стальной колонны для обеспечения устойчивости. Заливка фундамента столба требует базовых навыков, материалов и необходимых инструментов.

Земляные работы и формы

Используйте рулетку и планку для копания, чтобы очертить 18-дюймовый квадрат на земле в месте расположения колонны. Выкопайте в квадрате основание глубиной 36 дюймов, используя перекладину и лопату.

Создайте бетонную форму квадрата 18 дюймов, используя пиломатериалы для обрамления два на четыре и гвозди для обрамления 16d.Для этого отрежьте две стороны формы длиной 21 дюйм с помощью циркулярной пилы. Обрежьте оставшиеся более короткие стороны по длине. Расположите детали на краю. Прикрепите концы более длинных частей к концам более коротких, используя молоток, чтобы забить пару гвоздей на каждом угловом соединении.

Поместите форму на землю и совместите внутренние поверхности с соответствующими сторонами основания. Выровняйте форму в каждом направлении и от угла к углу с помощью 4-футового уровня. С помощью стального молотка вытолкните колья наружу из форм под углом 45 градусов с каждой стороны.Прикрепите колья к формам с помощью дуплексного гвоздя 6d на каждом столбике.

Установите гравийную подушку толщиной 3 дюйма в основание фундамента с помощью лопаты.

Сталь и бетон

Обратитесь к спецификациям производителя на изготовленную стекловолоконную или деревянную опору или попросите строительного подрядчика указать это и получить подходящее стальное основание колонны.

Измерьте глубину основания от поверхности гравийного слоя до 5 дюймов ниже верха форм и удвойте это измерение.Вычтите 6 дюймов из внутренней ширины опоры. Сложите размеры и отрежьте две части 3/8-дюймовой стальной арматуры до нужной длины, используя ножовку. С помощью устройства для гибки арматуры согните каждую деталь в трехстороннюю прямоугольную конфигурацию — прямоугольную U-образную форму — которая будет установлена ​​так, чтобы две стороны были вертикальны в основание. Разложите кусочки рядом.

Смешайте четыре 60-фунтовых мешка с бетонной смесью в тачке. Налейте в тачку примерно 1 галлон воды и добавьте смесь. Замесить замес лопатой.При необходимости добавьте столько воды, чтобы смесь была густой, как арахисовое масло, а не легко перемешивалась. При необходимости добавьте еще бетона, чтобы смесь загустела.

Зачерпните несколько дюймов смешанного бетона в основание и полностью засыпьте гравий. Установите одну из конфигураций арматуры с вертикальными сторонами и отцентрируйте ее из стороны в сторону в основании. Вставьте нижний плоский конец в бетон так, чтобы верхние концы каждой стороны находились на расстоянии 4 дюймов от верха формы с каждой стороны.Установите еще один дюйм бетона в основание и установите арматуру другой конфигурации в противоположном направлении и по центру из стороны в сторону. Вдавите его в бетон так, чтобы верхние концы были примерно на 3 дюйма ниже верха формы.

Попросите помощника держать верхние концы арматурного стержня вертикально. Зачерпните достаточное количество твердого бетона в основание, чтобы арматурный стержень оставался вертикальным. На данный момент в верхней части фундамента нет бетона.

Добавьте примерно 2 галлона воды в тачку.По мере перемешивания засыпайте пять 60-фунтовых мешков с бетонной смесью. При необходимости добавьте небольшое количество воды, чтобы смесь была средней консистенции, а не густой. Зачерпните бетон в основание примерно на 12 дюймов от верха формы.

Поместите стальную основу колонны в основание так, чтобы вертикальные стойки были направлены вверх, а квадратная петля находилась на нижней стороне влажного бетона. Выровняйте основание так, чтобы оно было по центру основания из стороны в сторону, а опорная пластина была на одном уровне с верхом форм.Попросите помощника удерживать основание в этом положении.

При необходимости укладывайте бетон в основание, чтобы заполнить основание до верха опалубки. Выровняйте верхние стержни основания вертикально, используя уровень в качестве направляющей. Разгладьте поверхность бетона до однородной поверхности деревянным шпателем. Сгладьте края бетона там, где он встречается с формами, используя инструмент для обрезки кромок бетона. Дайте бетону застыть в течение ночи, прежде чем вытаскивать двойные гвозди, поднимать колья и снимать формы.

Справочные материалы

Наконечники

• Для столбов, оборудованных осветительной арматурой, перед заливкой фундамента обратитесь к электрику для установки электропроводки.
• Перед рытьем фундамента обратитесь в местный строительный департамент, чтобы определить, может ли потребоваться разрешение и проверка.

Writer Bio

Уильям Мачин начал работать в строительстве в возрасте 15 лет, еще учась в средней школе. За 35 лет он приобрел опыт на всех этапах жилищного строительства, модернизации и реконструкции.Его хобби — лошади, мотоциклы, шоссейные гонки и спортивная рыбалка. Он изучал архитектуру в колледже Тафта.

3 способа соединения сборных колонн с фундаментом — выбирайте свой! | Peikko Group

Выбор колонн из сборного железобетона неизбежно сделает монтаж каркаса более быстрым и эффективным. Но задумывались ли вы, какое влияние соединение колонн может оказать на ваш общий процесс строительства? Давайте посмотрим на три основных метода соединения столбцов.

Подключение к розетке

Это, несомненно, проверенный и верный метод — в той степени, в которой его использовали даже древние римляне. Они вырыли яму в земле, установили колонну в яме и использовали раствор из вулканического пепла, чтобы закрепить колонну на месте.

Сегодня процесс примерно такой же, за исключением того, что дыру в земле часто заменяют розеткой из бетона. Это гнездо может быть сборным или отлитым на месте. В любом случае колонны необходимо поддерживать и устанавливать в точном положении с помощью деревянных клиньев или аналогичных приспособлений.После затирки, если возникнет необходимость, внести какие-либо корректировки невозможно.

Стержни стартера

Соединение колонны стержней стартера основано на арматуре, выступающей из фундамента.

В колонне нужно сделать отверстия для стартовых планок и затирки. Обычно это делается на заводе по производству сборных железобетонных изделий во время разливки гофрированных труб или аналогичных материалов. Когда колонна возводится, ее необходимо поддерживать, а безусадочный раствор нужно заливать вручную, чтобы закрепить соединение. Необходимо следить за тем, чтобы колонка была правильно размещена, пока раствор затвердеет.

На некоторых рынках требуется, чтобы арматура выступала из колонны. В этом случае в фундаменте необходимо проделать отверстия для стартовых стержней и раствора.

Болтовое соединение

Как следует из названия, болтовое соединение колонны выполняется с помощью анкерных болтов. Залитые в фундамент с помощью шаблона анкерные болты передают силы растяжения, сжатия и сдвига на железобетонную конструкцию основания. Аналоги болтов — башмаки колонн — отливают в колонны на заводе сборных железобетонных изделий.

Соединение с сопротивлением моменту выполняется быстро путем опускания колонны на место и затяжки гаек до указанного момента с помощью имеющихся ручных инструментов. Процесс установки занимает в среднем 20 минут на каждую колонну и требует только оператора крана и двух человек на земле.

Соединение завершается затиркой углублений под анкерные болты и стыка под колонной безусадочным раствором. Обратите внимание, что соединение является прочным и безопасным, как только гайки затянуты — нет необходимости использовать клинья и распорки в ожидании затвердевания раствора.

Болтовое соединение также можно использовать для создания стыка колонны с колонной, что невозможно сделать с помощью метода розетки или с помощью пусковых шин.

Также обратите внимание, что болтовое соединение позволяет уменьшить толщину фундамента и избежать вмешательства в существующие конструкции. Выбор болтового соединения также снизит глубину выемки грунта и снизит затраты.

Соединения колонн в сейсмических зонах

Болтовые соединения также могут использоваться в сейсмических зонах, где основной целью является обеспечение того, чтобы здание выдерживало землетрясения без обрушения.Большинство подходов к проектированию решают эту проблему, сохраняя в конструкциях определенный запас прочности. Другими словами, они часто бывают чрезмерно крупными и крупногабаритными. Болтовое соединение с рассеивателем энергии может помочь вам сэкономить до 20% бетона благодаря более узкому поперечному сечению колонны по сравнению с соединениями чрезмерно сконструированного и негабаритного размера.

Почему балки и колонны важны для строительства зданий? — Ram Jack OKC

Пытаясь воплотить структурные проекты в реальность, инженеры-строители должны учитывать несколько аспектов.Стабильность была бы одним из наиболее важных факторов. При обеспечении безопасности и долговечности конструкций важна стабильность.

Двумя основными конструктивными элементами являются балки и колонны, которые играют важную роль в поддержании веса здания и обеспечении стабильного пути нагрузки от плиты до фундамента конструкции.

Горизонтальные конструктивные элементы, которые несут нагрузки, перпендикулярные их продольному направлению, обычно представляют собой балки. В гимнастике подумайте о бревне.Это прямоугольный объект длиной 15 футов, поддерживаемый с обоих концов.

Балки

Балки выдерживают вес полов, потолков и крыш здания и перемещают нагрузку на каркас вертикального несущего элемента. Чтобы выдержать общий вес уложенных друг на друга стен и передать опорную нагрузку, часто используются более крупные и тяжелые балки, называемые передаточными балками.

Балочная архитектура или определение размеров требует понимания концепций фундаментальной физики и статики техники.Инженер-строитель имеет квалификацию и полностью подготовлен для проверки нагрузок, действующих на балку, измерения сил и напряжений, действующих на нее, и соответствующего выбора материала, размера и формы. Конструктивное проектирование балок в новых зданиях, а также реконструкция или усиление существующих балок в конструкции — это часть инженерных консультаций, которые мы предлагаем нашим клиентам.

Колонны

Колонны используются для усиления конструкций, как и балки. Колонны — это, в основном, вертикальные конструкции, передающие сжимающие нагрузки.

Пол и колонны на этажах выше поддерживаются колоннами; колонны нижнего этажа должны быть достаточно большими, чтобы выдерживать совокупный вес каждого этажа над ним. Они могут перемещать грузы на фундамент и грунт ниже с плиты и балок.

Колонны следует размещать равномерно на всех этажах для наиболее эффективной поддержки, если это возможно. Это повысит стабильность самого нижнего набора столбцов.

Перед выбором подходящей конструкции инженеры-строители должны измерить вес, поддерживаемый колонной.Как и в случае с балками, конструкция колонны будет зависеть от значений вертикальных сил, выдавливающих нагрузку. При выборе размера и размеров колонны необходимо учитывать влияние боковых сил из-за землетрясений и ветра. В современном строительстве колонн используются два основных материала:

1. Сталь

2. Бетон

Стальные колонны, такие как C-образное, двутавровое и полое сечения, можно разделить на три вида.

Проблема с железобетоном

Сам по себе бетон является очень прочным строительным материалом.Великолепный Пантеон в Риме, крупнейший в мире купол из неармированного бетона, находится в отличном состоянии спустя почти 1900 лет. И все же многие бетонные конструкции прошлого века — мосты, шоссе и здания — рушатся. Многие бетонные конструкции, построенные в этом веке, к его концу устареют.

Учитывая сохранившиеся древние постройки, это может показаться любопытным. Решающее отличие — это современное использование стальной арматуры, известной как арматура, скрытая внутри бетона.Сталь в основном состоит из железа, и одно из неизменных свойств железа — ржавчина. Это ухудшает долговечность бетонных конструкций, что затрудняет обнаружение и требует затрат на ремонт.

Хотя ремонт может быть оправдан для сохранения архитектурного наследия знаковых зданий 20-го века, например, спроектированных пользователями железобетона, такими как Фрэнк Ллойд Райт, сомнительно, будет ли это доступным или желательным для подавляющего большинства сооружений. Писатель Роберт Курланд в своей книге Concrete Planet оценивает затраты на ремонт и восстановление бетонной инфраструктуры только в Соединенных Штатах в триллионы долларов, которые будут оплачиваться будущими поколениями.

Для замены старых мостов нужны новые деньги. 1stPix Фила / Flickr.com, CC BY-NC

Стальная арматура была кардинальным нововведением 19 века. Стальные стержни добавляют прочности, позволяя создавать длинные консольные конструкции и более тонкие плиты с меньшей опорой. Это сокращает время строительства, поскольку для заливки таких плит требуется меньше бетона.

Эти качества, продвигаемые напористым, а иногда и двуличным продвижением бетонной промышленности в начале 20 века, привели к его огромной популярности.

Железобетон конкурирует с более прочными строительными технологиями, такими как стальной каркас или традиционный кирпич и строительный раствор. Во всем мире он заменил экологически чувствительные, низкоуглеродные варианты, такие как сырцовый кирпич и утрамбованную землю — исторические практики, которые также могут быть более долговечными.

Инженеры начала 20 века думали, что железобетонные конструкции прослужат очень долго — возможно, 1000 лет. На самом деле продолжительность их жизни больше примерно 50-100 лет, а иногда и меньше.Строительные нормы и правила обычно требуют, чтобы здания сохранялись в течение нескольких десятилетий, но разрушение может начаться всего через 10 лет.

Многие инженеры и архитекторы указывают на естественное сходство стали и бетона: они имеют схожие характеристики теплового расширения, а щелочность бетона может помочь предотвратить ржавчину. Но по-прежнему отсутствуют сведения об их составных свойствах — например, в отношении изменений температуры, связанных с воздействием солнца.

Многие альтернативные материалы для армирования бетона, такие как нержавеющая сталь, алюминиевая бронза и фибро-полимерные композиты, пока не получили широкого распространения.Доступность простой стальной арматуры привлекает девелоперов. Но многие проектировщики и разработчики не принимают во внимание дополнительные расходы на обслуживание, ремонт или замену.

Дешево и эффективно, по крайней мере, в краткосрочной перспективе. Луиджи Кьеза / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Существуют технологии, которые могут решить проблему коррозии стали, например катодная защита, при которой вся конструкция подключается к антикоррозийному электрическому току.Существуют также интересные новые методы контроля коррозии с помощью электрических или акустических средств.

Другой вариант — обработать бетон составом, ингибирующим ржавчину, хотя он может быть токсичным и не подходящим для зданий. Есть несколько новых нетоксичных ингибиторов, включая соединения, извлеченные из бамбука, и «биомолекулы», полученные из бактерий.

По сути, однако, ни одно из этих достижений не может решить присущую ему проблему, заключающуюся в том, что размещение стали внутри бетона разрушает его потенциально большую долговечность.

Экологические затраты на реконструкцию

Это имеет серьезные последствия для планеты. Бетон является третьим по величине источником выбросов углекислого газа после автомобилей и угольных электростанций. Только на производство цемента приходится примерно 5% мировых выбросов CO₂. Бетон также составляет самую большую долю отходов строительства и сноса и составляет около трети всех отходов свалок.

Переработка бетона сложна и дорога, снижает его прочность и может катализировать химические реакции, ускоряющие распад.Миру необходимо сократить производство бетона, но это будет невозможно без строительства долговечных конструкций.

Рекультивация арматуры: дорогостоящая работа. Анна Фродезиак / Wikimedia Commons

В недавней статье я предполагаю, что широкое признание железобетона может быть выражением традиционного, доминирующего и, в конечном итоге, разрушительного взгляда на материю как на инертную. Но железобетон на самом деле не инертен.

Бетон обычно воспринимается как каменный, монолитный и однородный материал.Фактически, это сложная смесь вареного известняка, глиноподобных материалов и широкого спектра каменных или песчаных заполнителей. Сам известняк представляет собой осадочную породу, состоящую из раковин и кораллов, на формирование которых влияют многие биологические, геологические и климатологические факторы.

Это означает, что бетонные конструкции, несмотря на все их каменные поверхностные качества, на самом деле состоят из скелетов морских существ, вымоченных в скалах. Этим морским существам требуются миллионы и миллионы лет, чтобы жить, умереть и превратиться в известняк.Этот временной масштаб резко контрастирует с продолжительностью жизни современных зданий.

Сталь также часто считается инертной и упругой. Такие термины, как «железный век», предполагают древнюю долговечность, хотя артефакты железного века сравнительно редки именно потому, что они ржавеют. Если видна строительная сталь, ее можно обслуживать — например, если мост Харбор-Бридж в Сиднее неоднократно красится и перекрашивается.

Однако, когда она заделана в бетон, сталь скрыта, но тайно активна.Влага, проникающая через тысячи крошечных трещин, вызывает электрохимическую реакцию. Один конец арматурного стержня становится анодом, а другой — катодом, образуя «батарею», которая обеспечивает преобразование железа в ржавчину. Ржавчина может расширить арматурный стержень до четырех раз, увеличивая трещины и заставляя бетон расколоться в процессе, называемом скалыванием, более известным как «рак бетона».

Конкретный рак: некрасиво. Саранг / Wikimedia Commons

Я предлагаю изменить наше мышление и признать бетон и сталь яркими и активными материалами.Это не случай изменения каких-либо фактов, а скорее переориентация того, как мы понимаем эти факты и действуем в соответствии с ними. Чтобы избежать отходов, загрязнения окружающей среды и ненужного восстановления, потребуется мыслить далеко за рамки дисциплинарных представлений о времени, и это особенно верно для строительной отрасли.

Разрушенные цивилизации прошлого показывают нам последствия краткосрочного мышления. Мы должны сосредоточиться на строительстве структур, которые выдержат испытание временем, чтобы не получить громоздкие, заброшенные артефакты, которые не больше подходят для своего первоначального назначения, чем статуи острова Пасхи.

10 типов стальных колонн, используемых в строительстве

Строительство зданий требует использования ряда материалов. Строителям важно выбрать подходящие материалы, чтобы обеспечить здания и сооружения необходимой опорой. Многие здания требуют использования стальных балок в своей конструкции. В этой статье мы определяем, что такое стальная колонна, и обсуждаем общие стальные конструкции и типы стальных колонн.

Связано: 64 Термины и определения конструкции

Что такое стальная колонна?

Стальная колонна — это вертикальный элемент конструкции, используемый в строительстве для обеспечения необходимой опоры.Они могут нести нагрузки при сжатии или могут передавать нагрузки от таких вещей, как балки, потолки, плиты перекрытия или кровельные плиты, на перекрытия или фундамент. Стальные колонны также могут нести изгибающие моменты вблизи осей поперечного сечения.

Несмотря на то, что при строительстве колонн используется много типов материалов, часто используется сталь. Его структура предлагает более прочную, гибкую и более прочную структуру, чем бетонная конструкция. Кроме того, стальные колонны, как правило, легче и быстрее возводятся, чем бетонные.

В строительстве используются различные типы стальных колонн. Каждый тип столбца получает классификацию на основе определенных условий. Эти классификации могут включать:

• Колонны на основе строительного материала
• Колонны на основе поперечного сечения или формы
• Колонны на основе высоты колонны и поперечного сечения
• Колонны на основе формы
• Колонны на основе коэффициента гибкости
• Колонны на основе по типам нагрузки
• Колонны, классифицированные по удельному сопротивлению боковой нагрузке
• Колонны без особой классификации

Связанные: 21 Типы колонн для использования в строительстве

Типы стальных колонн

Вот некоторые общие типы стальных колонн:

Круглые колонны

Круглые колонны — это колонны, классифицируемые по форме.Эти колонны содержат внутри более четырех продольных стальных стержней, которые действуют как арматурный стержень. Круглые колонны часто имеют более высокое сопротивление изгибу, чем прямоугольные или квадратные колонны. Круглые колонны обычно используются в строительстве для свай и подъема зданий по эстетическим причинам, а строительные рабочие часто используют их в качестве опор мостов.

Композитные колонны

Композитные колонны — это тип арматурных колонн, изготовленных из конструкционной стали, бетона и арматуры.Они обладают высокой несущей способностью и обеспечивают продольное армирование, поэтому в строительных работах их часто используют при строительстве высотных зданий. Композитные колонны часто обладают хорошими противопожарными характеристиками и обеспечивают высокий уровень прочности при небольшом поперечном сечении.

Связанный: Чем занимается монтажник стали?

Столбцы L-формы

Столбцы L-формы — это тип столбцов, классифицируемый на основе их формы. Эти колонны легко построить и отлить, а уровень поддержки, который они обеспечивают, часто делает их отличным выбором для зданий и других тяжелых конструкций.Строители используют эти колонны в углах ограждающих стен.

Короткие армированные колонны

Короткие армированные колонны — это колонны, классифицируемые на основе их гибкости. Эти колонны имеют коэффициент гибкости менее 12 дюймов и содержат стальные стержни. Короткие армированные колонны обладают некоторой гибкостью, а нагрузки, которые они выдерживают, варьируются и зависят от таких факторов, как прочность материалов и размер поперечного сечения.

Спиральные железобетонные колонны

Спиральные железобетонные колонны — это бетонные арматурные колонны со встроенной стальной сеткой, называемой арматурой, которая обеспечивает усиление конструкции колонны.Это цилиндрические колонны с непрерывной спиральной полосой, обернутой вокруг каждой колонны. Спиральная конструкция колонны обеспечивает поперечную опору по ширине конструкции.

Квадратные или прямоугольные столбцы

Квадратные или прямоугольные столбцы — это столбцы, классифицируемые по их форме. Они содержат как минимум четыре продольных стальных балки для поддержки. Квадратные или прямоугольные колонны часто позволяют легко опалублять, размещать арматуру и заливать бетон.Это, в сочетании с их общей доступностью, делает их популярным выбором в строительстве.

Заглушки

Заглушки — это столбцы, классифицируемые на основе модели построения. Эти колонны опираются на плиты, а не на фундамент, чтобы обеспечить дополнительную поддержку. Строители могут размещать эти короткие колонны вертикально или горизонтально. Хотя короткие колонны часто бывают стальными, они также могут быть бетонными. Пример того, когда вы можете увидеть или использовать заглушку, может быть под верхними резервуарами для воды.

Связано: Как стать слесарем

Натяжные колонны

Натяжные колонны классифицируются в зависимости от их нагрузочной способности. Натяжные колонны — это колонны из стали, бетона или других материалов. Однако это не часто используемый тип колонн в строительстве. Строители обычно используют эти колонны в особых случаях, например, при строительстве мостов или продолжении полноразмерных колонн до фундамента.

Связанные железобетонные колонны

Связанные железобетонные колонны — это тип арматурных колонн, сделанных из бетона с заделанной сеткой, также известной как арматура, которая обеспечивает армирование. Эти колонны имеют закрытые боковые перемычки, равномерно распределенные по ним. Однако расстояние между стяжками важно. Стяжки должны располагаться достаточно далеко друг от друга, чтобы не влиять на схватывание бетона, но достаточно близко, чтобы предотвратить разрушение конструкции.

Т-образные столбцы

Т-образные столбцы — это тип столбцов, классифицируемых на основе их формы.Строители могут использовать эти колонны в зависимости от требований их конструкции. Колонны Т-образной формы чаще всего используются при возведении мостов.

Другие типы стальных конструкций

Строители часто используют сталь не только для изготовления колонн. Например, многие строители используют стальные балки. Как и колонны, балки поддерживают несущую силу, нагрузки и изгибающие моменты. Однако стальные балки бывают горизонтальными, а не вертикальными.

Общие типы других стальных конструкций могут включать:

• Угловые балки: Угловые балки или L-образные балки имеют две опоры, которые могут быть равными или неравными по длине, которые соединяются для создания 90-градусного угол.

• Несущие сваи: Несущие сваи имеют Н-образную форму для передачи нагрузок и обеспечения системы глубокого фундамента, если конструкция не может иметь неглубокий фундамент.

• С-образные балки: С-образные балки, также называемые С-образными балками или структурными С-образными каналами, имеют С-образное поперечное сечение с верхними и нижними полками, соединенными перемычкой.

• Блоки стальных полых профилей: Блоки или конструкции полых стальных профилей содержат металл с полым, трубчатым поперечным сечением и могут иметь круглую, эллиптическую, прямоугольную или квадратную форму.

• Трубы: Трубы из конструкционной стали представляют собой полые цилиндрические трубы, доступные в различных размерах, с различными конструкциями и возможностями, такими как обеспечение прочности и устойчивости.

• S-образные балки: S-образные балки, также называемые S-образными балками или американскими стандартными балками, имеют перемычку между катаным профилем и двумя узкими полками, параллельными друг другу.

• Т-образная балка: Т-образная балка или тройник имеет Т-образное поперечное сечение с полкой и вертикальной стенкой, и они могут выдерживать большие нагрузки.

• Универсальные балки: Универсальные балки, также называемые двутавровыми или двутавровыми балками, включают в себя два горизонтальных элемента, называемых полками.