Нахлест арматуры: требования СНиП по длине и расположению перехлеста
Бетон – один из самых прочных и твердых искусственных материалов, но и его прочности бывает недостаточно для больших постоянных нагрузок. Поэтому несущие бетонные конструкции усиливают стальным скелетом из арматурных стержней, переплетение которых создает силовой каркас. Монтируется он не абы как, а с соблюдением множества норм и правил, часть которых регламентируют нахлест арматуры – его длину, способы устройства, взаимное расположение перехлестов.
Способы удлинения арматуры в каркасе
Такие бетонные конструкции, как фундаменты, стены, колонны, опоры мостов, должны в течение длительного времени выдерживать серьезную нагрузку, не разрушаясь и не деформируясь под её действием. Их усиливают с помощью как минимум двух контуров сплошного безразрывного металлокаркаса, для создания которого часто не хватает длины стальных стержней, и их приходится сращивать. Делается это двумя способами: сваркой и перевязкой проволокой. В обоих случаях соединение встык не допускается, требуется перехлест арматуры, длина которого определяется исходя из способа сращивания.
Обратите внимание! Строительные нормы и правила как в нашей стране, так и за рубежом предусматривают создание арматурного каркаса с соединением внахлест только из стержней диаметром не более 36-40 мм.
Независимо от способа соединения, нахлест нельзя делать на участках с максимальной сосредоточенной нагрузкой. Например, в углах фундамента, в точках пересечения несущих стен, под колоннами и т.д. Поэтому арматурным работам должен предшествовать расчет и создание проекта раскладки прутков.
Если это условие технически трудно или невозможно выполнить, нахлест арматуры при вязке на участке с повышенной нагрузкой должен иметь длину не менее 90 её диаметров. К примеру, при использовании стержней диаметром 16 мм, их перехлест на стыках должен составить минимум 144 см:
В остальных случаях действуют другие правила и формулы, свои для каждого способа соединения стержней.
Соединение вязкой
Этот способ больше распространен в частном домостроении, чем сварка, так как не требует применения специального оборудования, обращаться с которым умеют только специалисты. Связать арматурные стержни специально предназначенной для этого мягкой, но крепкой проволокой может каждый. Кроме того, для вязки используют менее дорогую арматуру класса А400.
Стыковка арматуры при создании силового каркаса железобетонных конструкций методом вязки регламентируется строительными нормами и правилами и может выполняться как с прямыми концами, так и с загнутыми в виде петель, лапок или крюков. Загиб должен осуществляться без нагрева, трудоемкими механическими способами, поэтому при заливке фундаментов для малоэтажных частных домов окончания прутков обычно оставляют прямыми.
Для справки! Соединение лапами или крюками обязательно для гладкой арматуры постоянного сечения.
Длина нахлеста определяется проектировщиками. При отсутствии проекта строители могут вычислить нужные значения самостоятельно, ориентируясь на следующие данные:
Расчет по диаметру арматуры
Сечение арматуры – проектная величина, подбираемая с учетом нагрузок и плотности каркаса.
Удобнее и проще всего при соединении арматуры внахлест ориентироваться на её диаметр, делая перепуск в 30-40 раз больше этого значения. И чем больше сечение стержней, тем выше применяемый коэффициент. Например, для 10-миллиметровых прутков нахлест делают не менее 300 мм, а для «сороковки» применяют коэффициент 36-38 и делают напуск не менее полутора метров.
Расчет по расположению стыка в конструкции
В плитных и ленточных фундаментах силовой каркас состоит минимум из двух контуров – верхнего и нижнего, соединенных вертикальными связками. На разные части конструкции действуют разные нагрузки: верхняя находится в зоне сжатого бетона, нижняя – в растянутой зоне. Поэтому и длина перехлеста в этих зонах отличается. Как и в конструкциях вертикальной направленности – опорах, колоннах, стенах.
Рассчитать перехлест арматуры – сколько диаметров брать в каждом отдельном случае – можно, используя следующие данные.
Для сжатого бетона:
Для растянутого бетона:
Расчет по марке бетона
Чем выше марка бетона, тем он прочнее и меньше нуждается в усилении, что позволяет экономить на арматуре, используя стержни меньшего сечения либо делая нахлест меньшей длины. Но он все также зависит от расположения стального контура в той или иной нагрузочной зоне бетона.
Корректировка коэффициентов по марке бетона и расположению соединения в той или иной нагрузочной зоне важно при устройстве монолитных плит перекрытий и ответственных сильно нагруженных конструкций. При возведении ленточного фундамента вполне достаточно самого простого расчета по сечению арматуры. Следует только помнить, что стандартный коэффициент (30-40) необходимо увеличить до 90, когда стык приходится на точку с высокой нагрузкой или изгибающим усилием.
Соединение сваркой
Сваривать можно только арматуру класса А400 или А500 с индексом «С». Если такого индекса в маркировке нет, производится только стыковка арматуры внахлест без сварки. Такой металл при сильном нагревании серьезно теряет в прочности и становится менее устойчивым к коррозии, что может привести к разрыву или деформации соединения в процессе эксплуатации железобетонной конструкции.
Нахлест при сварном соединении зависит уже не только от диаметра арматуры, но ещё и от её класса:
Например, если силовой каркас монтируется из 16-миллиметровых стержней класса А500С, длина шва составит 160 мм. Сваривают их продольным швом электродами диаметром 4-5 мм.
Стыковка арматуры внахлест может осуществляться и другим способом – привариванием поперечных прутков по всей длине перепуска. Также применяют соединение стержней встык с приваркой муфты, объединяющей оба конца.
А вот перекрещивающиеся прутки сваривать нежелательно, так как в этих местах стыки больше склонны к разрывам под нагрузкой, чем связанные.
Видео описание
Предлагаем посмотреть видео обо всех нюансах создания арматурного каркаса для ленточного фундамента:
Взаимное расположение перехлестов
Прочность и надежность силового каркаса зависит не только от правильно выбранной длины нахлеста арматуры, но и от того, как эти перепуски расположены в теле бетона друг относительно друга. Их необходимо разносить, чтобы точки соединений не находились друг под другом или слишком близко. Расстояние между ними должно быть не менее 61 см. Оптимальное расстояние – 130-150 % длины нахлеста. В этом случае нагрузка на каркас распределяется равномерно, и на точки стыков не оказывается повышенное давление.
Согласно СП 63.13330.2012, в одном сечении ленточного фундамента не должно быть более 50 % перепусков. Когда расстояния между центрами нахлестов меньше, чем 130 % их длины, считается, что они находятся в одном сечении.
Как грамотно сделать нахлест арматуры при вязке и сварке
Соединяя стальные пруты, армируя ленточный фундамент, у многих возникает естественный вопрос: как грамотно выполнить нахлест арматуры, и какова должна быть его длинна. Ведь правильная сборка металлического силового каркаса, позволит предотвратить деформацию и разрушение монолитной бетонной конструкции от воздействующих на нее нагрузок и увеличить безаварийный срок ее эксплуатации. Каковы технические особенности выполнения стыковых соединений, рассмотрим в данной статье.
Типы соединения арматуры внахлест
Согласно требованиям СНиП бетонное основание должно иметь не менее двух сплошных безразрывных контуров арматуры. Выполнить данное условие на практике позволяет стыковка армирующих прутов внахлест. При этом соединения в стыках могут быть нескольких типов:
Первый вариант соединения широко используется в частном домостроении благодаря простоте исполнения, доступности и невысокой стоимости материалов. В данном случае применяется распространенный класс арматуры A400 AIII. Стыковка нахлеста арматурных стержней без использования сварки может осуществляться как с применением вязальной проволоки, так и без нее. Второй вариант чаще всего используется в промышленном домостроении.
Согласно строительным нормам и правилам соединение арматуры нахлестом при вязке и сварке предусматривает использование прутов диаметром до 40мм. Американский институт цемента ACI допускает использование стержней с максимальным сечением 36мм. Для армирующих прутьев, диаметр которых превышает указанные значения, использовать соединения внахлест не рекомендуется, по причине отсутствия экспериментальных данных.
Согласно строительной нормативной документации запрещено выполнять нахлест арматуры при вязке и сварке на участках максимального сосредоточения нагрузки и местах максимального напряжения металлических прутов.
Соединение нахлеста арматурных стержней сваркой
Для дачного строительства сварка нахлеста арматуры считается дорогим удовольствием, по причине высокой стоимости металлических стержней марки А400С или А500С. Они относятся к свариваемому классу. Что существенно повышает стоимость материалов. Использовать пруты без индекса «С», например: распространенный класс A400 AIII, недопустимо, так как при нагревании металл значительно теряет свою прочность и коррозионную стойкость.
Тем не менее, если Вы решили использовать стержни свариваемого класса (А400С, А500С, В500С), их соединения следует сваривать электродами 4…5 миллиметрового диаметра. Протяженность сварочного шва и самого нахлеста зависит от используемого класса арматуры.
| Протяженность сварочного шва при нахлесте | |
|---|---|
| Класс арматурных стержней | Протяженность сварного шва нахлеста в диаметрах соединяемой арматуры |
| А400С | 8 ᴓ |
| А500С | 10 ᴓ |
| В500С | 10 ᴓ |
Исходя из приведенных данных видно, что при использовании при вязке стальных прутов класса В400С величина нахлеста, соответственно и сварного шва, составит 10 диаметров свариваемой арматуры. Если для силового каркаса фундамента взяты стержни ᴓ12 мм, то протяженность шва составит 120 мм, что, по сути, будет соответствовать ГОСТу 14098 и 10922.
Согласно американским нормам нельзя сваривать перекрестия арматурных стержней. Действующие нагрузки на основание могут вызвать возможные разрывы, как самих прутьев, так и мест их соединения.
Соединение арматуры внахлест при вязке
В случаях использования распространенных прутов марки А400 АIII, что бы передать расчетные усилия от одного стержня другому используют способ соединения без сварки. При этом места нахлеста арматуры связывают специальной проволокой. Такой метод имеет свои особенности и к нему предъявляются особые требования.
Варианты нахлеста арматуры
В соответствие с действующим СНиП безсварочное соединение стержней при монтаже силового каркаса ЖБИ может производиться одним из следующих вариантов:
Вязать такими соединениями можно профилированную арматуру диаметром до 40 миллиметров, хотя американский стандарт ACI-318-05 допускает к использованию стержни диаметром не более 36 мм.
Использование стержней с гладким профилем требует применять варианты нахлестного соединения либо путем приварки поперечной арматуры, либо использовать стержни с крюками и лапками.
Основные требования к выполнению соединений нахлестом
При выполнении вязки стыков арматуры нахлестом существуют определенные строительной документацией правила. Они определяют следующие параметры:
Учет этих правил позволяет создавать надежные железобетонные конструкции, и увеличивать срок их безаварийной работы. Теперь обо всем подробнее.
Где располагать при вязке нахлестные соединения арматуры
СНиП не допускает расположение мест вязки арматуры нахлестом в областях наибольшей нагрузки на них. Не рекомендуется располагать стыки и в местах, где стальные стержни испытывают максимальное напряжение. Все стыковочные соединения прутов лучше всего размещать в ненагруженных участках ЖБИ, где конструкция не испытывает напряжения. При заливке ленточного фундамента перепуски окончаний арматуры разносят в места с минимальным крутящим моментом и с минимальным изгибающим моментом.
В случае отсутствия технологической возможности выполнить данные условия, протяженность нахлеста армирующих стержней берется из расчета 90 диаметров стыкуемых прутов.
Какую делать величину нахлеста арматуры при вязке
Поскольку вязка арматуры внахлест определяется технической документацией, то там четко указана протяженность стыковочных соединений. При этом величины могут колебаться не только от диаметра используемых прутов, но и от таких показателей как:
Сращивание арматурных стержней при выполнении нахлеста
В целом же протяженность нахлеста прутов арматуры при вязке определяется влиянием усилий, возникающих в стержнях, воспринимаемых сил сцеплением с бетоном, воздействующими по всей длине стыка, и силами, оказывающими сопротивления в анкеровке армирующих прутов.
Основополагающим критерием при определении длинны напуска арматуры при вязке, берется ее диаметр.
Для удобства расчетов нахлеста армирующих стержней при вязке силового каркаса монолитного фундамента предлагаем воспользоваться таблицей с указанными величинами диаметра и их напуска. Практически все величины сводятся к 30-ти кратному диаметру применяемых стержней.
| Величина напуска арматуры в диаметрах | ||
|---|---|---|
| Диаметр арматурной стали А400, мм | Величина нахлеста | |
| в диаметрах | в мм | |
| 10 | 30 | 300 мм |
| 12 | 31,6 | 380 мм |
| 16 | 30 | 480 мм |
| 18 | 32,2 | 580 мм |
| 22 | 30,9 | 680 мм |
| 25 | 30,4 | 760 мм |
| 28 | 30,7 | 860 мм |
| 32 | 30 | 960 мм |
| 36 | 30,3 | 1090 мм |
В зависимости от нагрузок и назначения железобетонных изделий длина нахлестных соединений стержневой стали изменяется в сторону увеличения:
| Напуск арматуры в зависимости от назначения ЖБИ | ||
|---|---|---|
| Вид нагрузки | Назначение ЖБИ | |
| Горизонтальное использование, в диаметрах | Вертикальное использование, в диаметрах | |
| В сжатом бетоне | 33,8 ᴓ | 48,3 ᴓ |
| В растянутом бетоне | 47,3 ᴓ | 67,6 ᴓ |
В зависимости от марки бетона и характера нагрузки, применяемого для заливки монолитной ленты фундамента и прочих железобетонных элементов, минимальные рекомендуемые величины перепуска арматуры в процессе вязки будут следующими:
| Для сжатого бетона | ||||
|---|---|---|---|---|
| Диаметр армирующей стали А400 используемой в сжатом бетоне, мм | Длина нахлеста армирующих стержней для марок бетона (класс прочности бетона), в мм | |||
| М250 (В20) | М350 (В25) | М400 (В30) | М450 (В35) | |
| 10 | 355 | 305 | 280 | 250 |
| 12 | 430 | 365 | 335 | 295 |
| 16 | 570 | 490 | 445 | 395 |
| 18 | 640 | 550 | 500 | 445 |
| 22 | 785 | 670 | 560 | 545 |
| 25 | 890 | 765 | 695 | 615 |
| 28 | 995 | 855 | 780 | 690 |
| 32 | 1140 | 975 | 890 | 790 |
| 36 | 1420 | 1220 | 1155 | 985 |
| Для растянутого бетона | ||||
|---|---|---|---|---|
| Диаметр армирующей стали А400 используемой в растянутом бетоне, мм | Длина нахлеста армирующих стержней для марок бетона (класс прочности бетона), в мм | |||
| М250 (В20) | М350 (В25) | М400 (В30) | М450 (В35) | |
| 10 | 475 | 410 | 370 | 330 |
| 12 | 570 | 490 | 445 | 395 |
| 16 | 760 | 650 | 595 | 525 |
| 18 | 855 | 730 | 745 | 590 |
| 22 | 1045 | 895 | 895 | 275 |
| 25 | 1185 | 1015 | 930 | 820 |
| 28 | 1325 | 1140 | 1040 | 920 |
| 32 | 1515 | 1300 | 1185 | 1050 |
| 36 | 1895 | 1625 | 1485 | 1315 |
Как расположить друг относительно друга арматурные перепуски
Для увеличения прочности силового каркаса фундамента очень важно правильно располагать нахлесты арматуры относительно друг друга в обеих плоскостях тела бетона. СНиП и ACI рекомендуют разносить соединения, таким образом, чтоб в одном сечении было не более 50% перепусков. При этом расстояние разбежки, как определено в нормативных документах, должно быть не менее 130% длинны стыковочного соединения стержней.
Взаимное расположение арматурных перепусков в теле бетона
Если центры нахлеста вязаной арматуры находятся в пределах указанной величины, то считается, что соединения стержней располагается в одном сечении.
Согласно нормам ACI 318-05 взаимное расположение стыковочных соединений должно находиться на расстоянии не менее 61 сантиметра. Если дистанция будет не соблюдена, то повышается вероятность деформации бетонного монолитного основания от нагрузок, оказываемых на него в процессе возведения здания и его последующей эксплуатации.
АВТОР СТАТЬИ
В 2004 году закончил БНТУ по специальности инженер проектировщик. Стаж работы строительстве более 12 лет.
Стыковка арматуры внахлестку – особенности и важные моменты
Архив рассылки «Непрошеные советы» для начинающих проектировщиков. Выпуск № 7.
Сегодня в Непрошеных советах я продолжу тему о рабочих швах бетонирования и стыковке арматуры. Точнее, о швах мы уже поговорили, теперь поговорим о стыковке.
Далеко не всегда на стройку попадает арматура нужной длины, в итоге встает вопрос о том, что ее нужно стыковать. Как и с вопросом о швах бетонирования, многие проектировщики пытаются игнорировать эту проблему и отдают принятие решения на откуп строителям. Все, кто так делает, подвергают риску проектируемую конструкцию.
Строитель не обязан знать о том, где стыковать арматуру. Он состыкует ее в самом удобном для него месте, но одновременно – в самом опасном месте для конструкции. В «Рекомендациях по применению арматурного проката по ДСТУ 3760-98 при проектировании и изготовлении железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры» хорошо описаны требования (см. п. 2.3.3), парочку, особо важных, я приведу здесь:
1. «Стыки рабочей арматуры внахлестку не рекомендуется располагать в растянутой зоне изгибаемых и внецентренно растянутых элементов в зоне действия максимальных усилий и местах полного использования арматуры. Стыки рабочей арматуры внахлестку не допускаются в линейных элементах, сечение которых полностью растянуто». Поясню немного. Мы должны четко донести до строителя, где ему можно стыковать арматуру. Нельзя стыковать в растянутой зоне: то есть, нижнюю рабочую арматуру в плите, например, нельзя стыковать в середине пролета, а верхнюю – над опорами (для многопролетных плит). Именно там плита растянута, об этом нам и эпюра моментов говорит, и даже просто попытка представить, как изогнется перекрытие в процессе нагружения: какие его поверхности будут пытаться растянуться, а какие – сжаться. Очень просто сделать на чертеже вот такую схему:
Я привела пример для плиты перекрытия, но подобные схемы можно сделать для любой конструкции, арматура в которой заказана погонными метрами. Иногда проектировщик сразу задает раскладку стержней определенной длины с указанием мест стыковки. Здесь есть риск утонуть в переписке по согласованию все новых мест стыковки, т.к. у строителей может оказаться в наличии арматура совсем не предсказуемой длины. Величины L/4 и L/3 берутся из конкретного расчета и могут отличаться от приведенных мной.
2. «Стыки сварных сеток и каркасов, а также растянутых стержней вязаных каркасов и сеток внахлестку должны располагаться вразбежку. При этом площадь сечения рабочих стержней, стыкуемых в одном месте или на расстоянии менее длины перепуска ll, должна составлять не более 50% общей площади сечения растянутой арматуры.
Стержни должны располагаться по возможности без зазора, максимальное расстояние в свету между стыкуемыми стержнями не должно превышать 4d или 50мм.
Расстояние в свету между стыками, расположенными в разных местах по длине элемента, должно быть не менее 0,5 ll, или в осях стыков не менее 1,5 ll.
Соседние стыки внахлестку должны располагаться на расстоянии в свету не менее 2d и не менее 30 мм». Как все это донести до строителя? Я советую взять за основу рисунок 6 «Рекомендаций…» и привести на чертеже следующую схему:
Обратите внимание, величина нахлестки для рабочей арматуры в верхней и нижней зоне плиты отличается (см. коэффициент из таблицы 12 «Рекомендаций…»). В примере я привела схему для арматуры диаметром 12 мм.
Всегда обращайте внимание на то, что в одном сечении должно быть не более 50% стыков растянутых стержней арматуры. Иногда это требование очень сложно выполнить, особенно в стесненных обстоятельствах, и приходится менять диаметры стержней и их количество.
Вообще, советую Вам вдоль и поперек изучить рекомендации, прежде чем приступать к конструированию нахлестки в конкретной конструкции.
Еще хочу написать о стыковке арматуры в колоннах. Это специфическая тема, разгадка которой для меня еще не найдена. Как раньше, до введения проката по ДСТУ 3760, стыковали арматурные стержни по ГОСТ 5781? Вот рисунок из «Руководства по конструированию жбк»:
Из рисунка ясно, что половина стержней-выпусков выходят из перекрытия на длину нахлестки, вторая половина – на две длины нахлестки. Этим обеспечивается разбежка стыков – не более 50% в одном сечении. Но в гостовской арматуре были совсем другие длины нахлестки – в несколько раз меньше (!), чем для арматуры по ДСТУ 3760. Для примера глянем: для стержня по ДСТУ диаметром 20 мм в бетоне В25 величина нахлестки составляет 1630 мм (согласно расчету по «Рекомендациям…»). Две длины нахлестки – это уже 3260 мм (иногда, это меньше, чем высота этажа!). Что с этим делать, нормы молчат. Что с этим делают проектировщики? Либо выпускают все стержни на одну величину нахлестки (не скажу, что это верно), либо выбирают способ стыковки сваркой с накладками или методом опрессовки. Но все эти варианты нужно согласовывать с заказчиком – все-таки его деньги и его возможности.
Пожалуй, об особенностях стыковки арматуры в колоннах я расскажу в следующем выпуске. Успешного Вам проектирования!
Можно ли так стыковать арматуру?
Вот примерно нарисовал что получается. В принципе я сваркой владею, если в нахлестке 5 диаметров арматуры положить шов и усилить дополнительно накладкой из арматуры? Так можно?
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Роман007, вот так (чуть-чуть с запасом)
Разве п.10.3.30 СП 63.13330 не разрешает стыковать арматуру в одном сечении при увеличенном перехлесте?
«Допускается увеличивать относительное количество стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры до 100 %, принимая значение коэффициента а равным 2,0. «
Разве п.10.3.30 СП 63.13330 не разрешает стыковать арматуру в одном сечении при увеличенном перехлесте?
«Допускается увеличивать относительное количество стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры до 100 %, принимая значение коэффициента а равным 2,0. «
Тогда вы просто не знаете, что требуемая величина нахлеста зависит от того насколько используется арматура. Если вы кладете туда 16 арматуру и используетя она на 100%, то требуемый перехлест будет равен нормативному. А если эта 16 арматура используется только на 40%, то и требуемый перехлест будет 40% от нормативного но не менее минимального перехлеста, который в конструктивных требованиях сп 63.13330.
Даже если у вас 10,7 м. То вы можете в разбежку делать перехлест без всякой сварки. Перехлест арматуры у вас будет составлять 700 мм. Этого более чем достаточно.
Ну положим сейсмика по карте микрорайонирования 8 баллов.
для того, чтобы плита внезапно стала не плитой.
В одном сечении должно стыковаться не более 50% растянутой арматуры.
