Выбор типа и диаметра арматуры при армировании строительных конструкций — руководство
Армирование — обязательное условие прочности и долговечности конструкций. Причина в разных свойствах материалов: бетон хорошо работает на сжатие, но слаб при растяжении и сдвиге (предел 1,5–2,5 МПа), тогда как сталь выдерживает растяжение порядка 500–800 МПа и компенсирует уязвимость бетона.
Что, где и как армировать (ключевые случаи)
· Ленточный фундамент. Проблема — морозное пучение: верх фундамента сжимается, низ растягивается. Решение — нижний пояс продольной арматуры Ø12–16 мм (работает на растяжение), верхний — на сжатие. Без армирования — трещины по подошве; при пучении на глинах наблюдается прогиб 5–7 мм за зиму.
· Плитный фундамент. Нагрузка от стен вызывает локальные изгибы и скручивание углов. Применяются две сетки (верхняя/нижняя) Ø10–14 мм с ячейкой 150–200 мм; усиление под стенами и колоннами.
· Стены из блоков (газо/пенобетон). Горизонтальное армирование: усадка (0,3–0,5 мм/м) и ветер создают растяжение в швах — стержни Ø8 мм в штробах каждого 4-го ряда; над проёмами Ø10 мм с выпуском ~90 см. Вертикальное: концентрация напряжений в углах и длинных стенах (>6 м) — стержни Ø10–12 мм в пустотах с обжатием бетоном.
· Армопояса. Точечные нагрузки от перекрытий разрушают ячеистые блоки — железобетонный пояс 200–300 мм с 4 стержнями Ø12 мм. Без него газобетон у опоры плиты крошится через 2–3 года.
· Перемычки и проёмы. Нижняя зона балки испытывает растяжение — рабочая арматура нижнего пояса Ø12–16 мм, верхняя Ø8 мм; хомуты Ø6 мм шаг ~150 мм. Для простого проёма 1,5 м нижняя арматура обычно ≥Ø14 мм.
· Перекрытия. Нагрузки вызывают изгиб: нижняя сетка в пролёте Ø12–14 мм, верхняя над опорами Ø10 мм. Увеличение шага с 150 до 200 мм даёт рост прогиба примерно на 18%.
· Лестницы. Ударные нагрузки и изгиб косоуров — каркас с продольной арматурой Ø12–14 мм и П-образными хомутами.
· Облицовка кирпичом. Разная температурная деформация — гибкие связи из базальтопластика Ø4 мм, 5–6 шт/м².
· Стяжки и полы. Усадка и точечные нагрузки: жилые — сетка 100×100×Ø4 мм; гаражи/склады — 150×150×Ø6 мм. Без армирования трещины 1–2 мм появляются через 3–6 месяцев.
Итог: армирование превращает хрупкий бетон в композит, способный принимать растяжение, изгиб и сдвиг.
Нормативная база
Выбор класса, диаметра и схемы размещения арматуры регулируют СП, ГОСТ и СТБ, основанные на расчётах и опыте. Главные документы:
· СП 63.13330.2018 — требования к расчёту, диаметрам, защитным слоям, анкеровке и нахлестам.
· ГОСТ 34028-2016 — производство и классы арматуры (номинальные Ø 4–40 мм; введены классы вроде В500).
· СП 28.13330.2017 — защита от коррозии (толщина защитного слоя).
· СП 52-101-2003 — дополняет требования по ненапряжённым железобетонным элементам.
Правила выбора арматуры
· По профилю: гладкая (А240) — для монтажных/конструктивных элементов (хомуты, распределительные стержни), рифленая/периодическая (А400, А500, А500С) — для рабочей арматуры в растянутых зонах (сцепление с бетоном в 2–3 раза выше у рифленой).
· По классу: А240 — вспомогательная; А400/А500 — стандарт для несущих элементов (СП требует не ниже А400). Более высокий класс позволяет уменьшить расход стали.
· Процент армирования: μ = (As / Ac) × 100%. СП даёт ориентиры 0,05–0,25% по общему правилу; конкретные минимумы — 0,1% для изгибаемых элементов и 0,25% для сжатых (колонн). Баланс прочности и стоимости достигается расчётом.
Выбор диаметра арматуры — практические ориентиры
Диаметр арматуры определяется расчётом (предельные состояния, изгибающие моменты, поперечные силы). Распространённые применения:
· Ø4–6 мм — конструктивная арматура, сетки для стяжек, хомуты, кладочные сетки.
· Ø8 мм — поперечная/конструктивная арматура, рабочая в плитах (частный сектор).
· Ø10–12 мм — основная рабочая арматура для плит, балок, фундаментов; Ø12 мм — универсальная.
· Ø14–16 мм — нагруженные балки, колонны, ленточные и монолитные фундаменты (многоэтажное строительство).
· Ø18–32 мм — высоконагруженные конструкции (колонны, ригели, фундаментные плиты промышленного и высотного строительства).
· Ø36–40 мм — уникальные особо нагруженные сооружения (мосты, гидротехника).
Дополнительно: для монолитных перекрытий обычно сетки Ø10–14 мм; для газобетона горизонтальное Ø8 мм, вертикальное Ø10 мм; в фундаментах продольная арматура обычно Ø12 мм (минимум 4 стержня для ленты).
Ограничения и правила
· Гладкая арматура А240 не допускается в качестве рабочей (только монтаж/хомуты).
· Для сварки каркасов применяется только А500С (свариваемость).
· Длина анкеровки: ≥40·d для растянутых, ≥25·d для сжатых стержней.
· Поперечная арматура (хомуты): шаг 150–300 мм в балках, 200–400 мм в колоннах.
· Защитный слой бетона: 20–70 мм (до 70 мм для фундаментов без подготовки).
Риски «самодеятельности» и когда нужен инженер
Неправильный или интуитивный подбор арматуры приводит к необратимым деформациям, трещинам и непредсказуемому поведению конструкций; ложная экономия на проекте часто дороже ремонта и может привести к аварии.
Обращение к инженеру обязательно при:
1. Строительстве ответственных зданий (жилой дом и т. п.).
2. Сложных геологических условиях (пучинистые, торфяные, илистые грунты, высокий УГВ).
3. Сложной архитектуре и больших пролетах (например, >6 м).
4. Сейсмической активности региона.
Что даёт инженер-конструктор: комплексный расчёт и рабочие чертежи (марки элементов, класс и диаметр стержней, количество и шаг, схема вязки, ведомость расхода), юридическую ответственность проекта и оптимизацию расхода материалов.
Не угадывайте — расчёт и нормативы экономят время и деньги в долгосрочной перспективе.
Полная версия статьи доступна по адресу:
https://aksvil.by/klientam/materialy-po-prokatu/vibor-tipa-diametra-armatury.html