При изготовлении нестандартных железобетонных изделий (ЖБИ) не обойтись без применения укрепляющих бетон элементов – стальной арматуры, которая обычно приобретается потребителем в прутках (для габаритных ЖБИ) или проволоке. Эффект усиления определяется размерами сетки, образуемой свариваемыми стальными прутьями. От габаритов ячейки зависит допускаемая нагрузка на ЖБИ, а, следовательно, и долговечность конструкции.
ЗАО "ТФД "Брок-Инвест-Сервис и К" в своих постоянно обновляемых каталогах товаров предлагает большую номенклатуру стандартной арматурной продукции, производимой прокатными предприятиями страны. В этой статье мы рассмотрим критерии выбора стальной строительной арматуры и приведем примеры наиболее ходовых ее характеристик.
Но сперва предлагаем изучить таблицу с основными размерами арматуры:
На что влияют размеры стальной арматуры, используемой в строительстве
Параметры стальной арматуры – диаметр профиля, размеры ячеек, длина стержня – принимаются в зависимости от требований к нагрузке на конструкцию или узел, условий окружающей среды и стандартов проектирования. Главными критериями выбора считаются безопасность и долговечность.
Влияние размеров на конструкционные характеристики и схему закладки арматуры в ЖБИ
Диаметр арматурного прутка или проволоки напрямую связан с несущей способностью ЖБИ и прочностью на разрыв. Большие диаметры обеспечивают увеличенную площадь поперечного сечения и более высокую прочность на разрыв, что делает их пригодными для тяжелых условий эксплуатации, например, в мостах или в высотных колоннах. Меньшие диаметры идеально подходят для более легких условий эксплуатации. В мелкоразмерной арматуре распределение напряжения в бетоне происходит более равномерно, облегчается также контроль за возможным трещинообразованием.
Длина (учитывается по-разному. Укладка арматуры встык или внахлестку) имеет решающее значение для эффективной передачи напряжений между сталью и бетоном. Правильная закладка или установка внахлест гарантируют, что стержни могут подвергаться максимальной нагрузке без смещения или выскальзывания из бетона. Наоборот, недостаточная длина стержня ставит под угрозу целостность конструкции ЖБИ и эффективность передачи усилий.
Расстояние между смежными ячейками сетки влияет на прочность сцепления и характер трещин. Более плотное расположение (большее количество стержней меньшего диаметра) улучшает удержание бетона, повышает устойчивость к растрескиванию и обеспечивает более равномерное поле напряжений. Минимальное расстояние требуется для обеспечения надлежащего потока бетона и уплотнения вокруг стержней, обеспечивая хорошее сцепление и предотвращая образование пустот. Максимальные пределы расстояний устанавливают для обеспечения достаточной прочности арматуры против усилий растяжения, что минимизирует образование широких трещин.
Расположение (конфигурация арматурной сетки в ЖБИ) обуславливает общую компоновку конструкции. Чаще используют послойное расположение сетки или в виде поперечно размещенной арматуры. Такие варианты обеспечивают многомерную прочность и компактность, повышая устойчивость к поперечным силам и предотвращая изгиб продольных стержней.
Эксплуатационные факторы
Использование оптимального размера арматуры помогает точно планировать бюджет и позволяет избежать потерь материала. Более массивные стержни имеют высокую стоимость единицы, но могут уменьшить количество закладных элементов и связанные с ними трудозатраты, необходимые для их размещения и обвязки.
Из соображений технологичности отметим, что прутки большего диаметра требуют более мощного оборудования, где производится их резка и гибка. Это влияет на логистику и расходы по погрузочно-разгрузочным работам, выполняемым на стройплощадке. Выбранные размеры также должны обеспечивать оптимальный расход бетона, укладываемого вокруг арматуры.
Соответствующие размеры (особенно объем укладываемого бетона и габариты самого ЖБИ) помогают защитить сталь от воздействия факторов окружающей среды, в частности от избыточной влаги и хлоридов. Тем самым предотвращается коррозия и продлевается срок службы конструкции.
Стандарты на стальную строительную арматуру
Размеры арматуры должны соответствовать конкретным строительным нормам и стандартам, при разработке которых учитываются вопросы безопасной эксплуатации конструкции.
Геометрические характеристики стальной арматуры определяет ГОСТ 34028-2016, а размеры и форму ячеек – ГОСТ Р 57597-2017. Следует отметить, что отсылка потребителей к таким стандартам как ГОСТ 5781-82 и ГОСТ Р 52544-2006, особой пользы не принесет, поскольку эти нормативные документы содержат только технические требования к закладным изделиям, различая их по внешней конфигурации и прочностным характеристикам.
Арматура по ГОСТ 34028-2016
Рассматривается гладкая и ребристая стальная горячекатаная арматура, применяемая при изготовлении ЖБИ. Для диаметров до 6 мм включительно поставка (в форме проволоки) производится только в мотках, для диаметров от 6 до 12 мм – в мотках и прутках, для более крупной арматуры – только в прутках. Прутки при доставке потребителю упаковываются в связки. Арматура из проволоки предварительно разрезается на стержни с использованием правильно-отрезных автоматов.
Стандартные размеры поперечного сечения материала включают диаметр d, мм и площадь поперечного сечения F, мм2:
d = 4,0…5,0; F = 12,6…19,6;
d = 5,5…6,0; F = 23,8…28,3;
d = 6,5…7,0; F = 33,2…38,5;
d = 7,5…8,0; F = 44,2…50,3;
d = 8,5…9,0; F = 56,7…63,6;
d = 9,5…10,0; F = 70,9…78,5;
d = 11,0…12,0; F = 95,0…113,1;
d = 13,0…14,0; F = 132,7… 153,9;
d = 15,0…16,0; F = 176,7… 201,1;
d = 19,0…20,0; F = 283,5… 314,2;
d = 22,0…25,0; F = 380,1… 490,9;
d = 28,0…32,0; F = 615,8… 804,3;
d = 36,0…40,0; F = 1017,9… 1256,6.
Стандартом предусмотрено изготовление арматуры и других размеров.
Длина проката – мерная или немерная – назначается в диапазоне от 6 до 12 м. Допускается изготовление арматурных стержней длиной до 18 м. Арматурная проволока поставляется по весу мотков, который (в зависимости от диаметра периодического проката) составляет от 50 до 150 кг. Максимальная масса мотка согласовывается с техническими возможностями разматывающего устройства правильно-отрезного автомата.
Арматура по ГОСТ Р 57597-2017
Выбор подходящего размера армирующей сетки имеет решающее значение для обеспечения прочности и долговечности конструкции. Размер армирующей сетки в бетоне зависит от размеров ЖБИ, включая расстояние между проволоками и общую площадь усиления.
Соответствующий размер армирующей сетки определяется в зависимости от предполагаемого использования, требований к несущей способности и к проектным характеристикам конструкции. Для таких проектов, как подъездные пути к жилым домам, тротуары и проходы, может подойти размер армирующей сетки с шагом 150 на 150 мм. Этот размер обеспечивает достаточную поддержку бетона. предотвращает его растрескивание и повышает общую прочность ЖБИ. Напротив, более крупные строительные проекты- общественные здания, мосты и промышленные объекты, могут потребовать тяжелой и крупной армирующей сетки, чтобы выдерживать более высокие нагрузки и напряжения.
Размер армирующей сетки также играет решающую роль в контроле ширины трещин в бетоне. Используя стальную сетку соответствующего размера, можно эффективно свести к минимуму образование и распространение трещин.
При выборе размера армирующей сетки для бетона важно также учитывать прочность стального профиля сетки на растяжение, что непосредственно влияет на способность узла противостоять внешним силам и как можно равномернее распределять эксплуатационные нагрузки внутри ЖБИ.
ГОСТ Р 57597-2017 устанавливает следующие параметры стальных арматурных сеток, применяемых в строительстве:
- Расстояние между крайними арматурными стержнями, мм – от 60 до 16000 мм (разрешаются и меньшие расстояния, при условии, что они не будут превышать диаметра выбранного арматурного профиля);
- Длина выпуска (расстояние между внешними габаритными размерами ЖБИ и торцом выступающего стержня), мм – от 60 до 1000;
- Расстояние между смежными арматурными элементами (за исключением последних, находящихся в одном ряду), мм – от 50 до 1000. Параметр учитывается при наличии стального арматурного каркаса;
- То же, но при наличии плоской закладной детали, которая предусмотрена конструкцией ЖБИ, мм – от 250 до 500;
- Размер между крайними элементами стальной арматурной сетки, мм – от 60 до 250. Такие же размеры предусматриваются и при установке анкерных элементов.
При диаметре арматуры свыше 18 мм, приведенные выше размеры учитывают возможный сдвиг элементов при сварке.
Как выбирать стальную арматуру по ее размерам
Выбор правильного размера обеспечивает прочность и долговечность проекта, а расчет веса помогает эффективно обрабатывать и транспортировать ЖБИ, особенно в больших количествах.
Основные рекомендации по применению стальной арматуры:
- Менее 8 мм – для легкого армирования (связывания арматуры);
- До 12 мм включительно— для одно- и двухэтажных жилых домов, армирования колонн, плит и балок;
- До 16 мм – для многоцелевых проектов жилых домов, а также балок и колонн, требующих повышенной прочности;
- 20–25 мм и более —для многоэтажных зданий, мостов и крупных инфраструктурных проектов.
Выбор диаметра арматуры обосновывается расчетами, а для устройства армирующих каркасов следует учитывать принятую конфигурацию ячеек.
Заключение
Перейдя в каталог металлопродукции, которую ЗАО "ТФД "Брок-Инвест-Сервис и К" реализует своим потребителям, клиентам для выбора типоразмера арматуры следует предварительно определиться с ее назначением, характером и распределением максимальных нагрузок, а также условиями эксплуатации ЖБИ. Со своей стороны, компания всегда обеспечит квалифицированные консультации, выполнит доставку по всей России приобретенного товара специализированным транспортом.