Консультации строителя онлайн.


Книга "Малозаглубленный ленточный фундамент" Страница 30

страница 30

Страницы книги: 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41... Оглавление

Армирование ленточного фундамента
Армирование малозаглубленного ленточного фундамента осуществляется для компенсации нагрузок возникающих в процессе эксплуатации фундамента. Бетон обладает хорошей прочностью на сжатие, но нагрузки, вызывающие срез или растяжение  бетона могут легко нарушить целостность его структуры. Устойчивость бетона к сжатию в 50 раз выше, чем к растяжению. Превращение с помощью стальной арматуры неармированного бетона в новый материал – железобетон позволяет фундаменту обрести повышенную устойчивость к растягивающим нагрузкам.  Армированный ленточный фундамент представляет собой свободнолежащую на упругом основании монолитную железобетонную раму из жестко связанных балок.

Грунт под фундаментом – не неподвижная монолитная платформа, а чаще всего неоднородная структура, которая претерпевает различные виды движений под воздействием влаги, движения воды, температуры воздуха, солнечного света, воздействия растительного и снежного покровов, и от собственно дома и манипуляций по его постройке. Фундамент постоянно воспринимает различные нагрузки от возможных движений грунтов. Упрощенно рассматривая нагрузки на ленточный фундамент, можно представить, что нижняя часть ленточного фундамента под нагрузкой от здания испытывает преимущественно растяжение, а верхняя часть фундамента – сжатие. Стальная арматура способна упруго без разрушения воспринимать в 10 раз большие нагрузки на растяжение, чем бетон. Сталь способна удлиняться без разрыва при приложении нагрузки на растяжение от 4 до 25 мм, а бетон всего на 0,2 -0,4 мм. Бетон же лучше выдерживает нагрузки на сжатие. Объединенные в единый материал – железобетон, сталь и бетон помогают лучше выдерживать комплекс нагрузок на сжатие и растяжение. Равноудаленная от верхней и нижней части ленты фундамента часть практически не испытывает нагрузок. Поэтому срединный слой продольных стержней арматуры, который часто добавляют «для прочности» фактически бесполезен. Если же вы строите заглубленный фундамент – подземную стену, то и армироваться он должен как монолитная бетонная стена.

Иногда в самодятельном дачном строительстве встречаются ситуации, когда строители армируют только нижнюю часть фундамента. Аргумент у таких строителей такой: нагрузка от  дома не даст балке выгнуться вверх и создать растяжение в верхней части балки, где можно «сэкономить» арматуру. Однако такие строители забывают о значительной подъемной силе намокающего расширяющегося грунта или силе морозного пучения, при замерзании воды в грунте. Приложение таких сил может превысить нагрузку от дома и вызвать растяжение в верхней части фундаментной балки, которое приведет к разрушению целостности  ее структуры.

Основные правила армирования ленточного фундамента
Характеристика видов арматуры, используемых для армирования фундамента.
Для армирования монолитных ленточных фундаментов в России используется арматура периодического профиля класса А-III (А400). Такая стальная арматура представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Периодический профиль арматуры обеспечивает лучшее сцепление арматуры с бетоном, в отличие от арматуры гладкого профиля, которая рекомендуется в применении в качестве обвязки (хомутов) продольных стрежней арматуры периодического профиля. Маркировка А400  соответствует пределу текучести данного класса стальной арматуры (390 Н/мм2). Этот класс арматуры уже является устаревшим. С 1990-х годов европейские страны перешли на единый класс свариваемой арматуры с пределом текучести 500 Н/мм2. Применение такой арматуры класса А500С вместо арматуры класса А400 (А-III) обеспечивает более 10 % экономии стали в строительстве.
Стержни арматуры класса А-III изготовляют длиной от 6 до 12 м. Арматура, используемая для армирования фундамента должна иметь следующее обозначение: номер профиля – класс арматуры – ГОСТ, например: 12-A-III (A400) ГОСТ 5781-82. Для производства арматуры используются следующие марки сталей: 35ГС, 25Г2С (для номеров профиля 6-42) и 32Г2Рпс (профиль номер 6-22).

Таблица № 42 Соответствие номера профиля, площади поперечного сечения и масса 1 м длины арматурной стали гладкого и периодического профиля. *

Номер профиля
(номинальный диаметр стержня, мм)

Площадь поперечного
сечения стержня, см2

Масса 1 м профиля

Теоретическая, кг

Предельные отклонения, %

6

0,283

0,222

+9,0

8

0,503

0,395

-7,0

10

0785

0,617

+5,0

12

1,131

0,888

-6,0

14

1,540

1,210

 

16

2,010

1,580

 

18

2,540

2,000

 

20

3,140

2,470

+3,0

22

3,800

2,980

-5,0

25

4,910

3,850

 

28

6,160

4,830

 

32

8,010

6,310

 

       
       
       
       
       
       
       
       

* Таблица адаптирована с сокращением из пункта 1.3 ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций.
Арматура А-III периодического профиля выпускается в отечественном варианте с кольцевыми выступами и в варианте «европрофиль» с серповидными выступами. Отечественный кольцевой профиль обеспечивает лучшую прочность сцепления арматуры с бетоном, а серповидный профиль позволяет повысить выносливость арматуры к периодически повторяющимся нагрузкам. Для армирования фундаментов лучше подходит отечественный кольцевой профиль арматуры.  Реже встречается четырех сторонний серповидный профиль арматуры, который объединяет достоинства обоих видов периодического профиля арматуры.
Арматуру класса A-III (А400) соединять при помощи сварки не рекомендуется. При локальном температурном воздействии происходит значительное ослабление структуры стали. Структурные изменения стали происходят в области сварки и в прилежащих участках на длину, равную четырем диаметрам арматуры в каждую сторону [комментарии к ACI 318-05, глава 7, пункт R7.2.3].  Для сварки предназначены только специальные свариваемые классы арматуры – они обозначаются литерой «С» (А400С, А500С).  В нормах Американского института бетона [ACI 318-05, глава 7, пункт 7.5.4] подчеркивается, что запрещается сварка перекрестий арматуры, которая может привести к надлому стрежней арматуры. Если класс арматуры не известен и требуется произвести сварное соединение продольных стрежней, то свариваемую арматуру (45-55% по длине стержня) необходимо предварительно нагревать до 200 °С, чтобы минимизировать потери прочности стали [нормы Американского общества по сварке ANSI/AWS D1.4:2005]. Минимальная длина сварного шва должна соответствовать  10 диаметрам стержня свариваемой арматуры.
Арматуру требуется гнуть для устройства соединительных элементов, работающих на растяжение (стандартный крюк и лапка) и для армирования углов и примыканий.

Стоп-халтура!: Некоторые рабочие - строители армируют углы ленточных фундаментов и примыканий лент с помощью перекрестий стрежневой арматуры. Такой способ является грубейшим нарушением типовых схем армирования углов и примыканий, ослабляющих конструкцию, который может привести к расслоению бетона.  О причинах распространенности этого явления,  и о правильном армировании мы поговорим в одном из разделов ниже.
Арматуру класса А-III можно гнуть в холодном состоянии на угол до 90° по диаметру изгиба с оправкой радиусом равным пяти диаметром сгибаемой арматуры без потери прочности. При загибе арматуры на 180 градусов прочность арматуры снижается на 10%. По американским нормам [глава 7, ACI 318-2005]диаметр оправки  для арматуры номинальным диаметром до 26 мм сгибается по диаметру равному шести диаметрам сгибаемой арматуры, а арматура диаметром 28-36 мм сгибается по восьмикратному диаметру. При этом свободный загибаемый конец арматуры должен быть не короче 12 диаметров стержня арматуры [пункт 7.2.2 ACI 318-2005]. Нельзя сгибать арматуру, один конец которой уже замоноличен в бетон.  
Стоп-халтура! Практикуется как минимум два широко распространенных недопустимых приема гибки арматуры.  Если заказчик строительства требует от рабочих - строителей, как и положено, сгибать арматуру для армирования углов и примыканий фундаментной ленты, а не класть ее перекрестиями (о чем мы будем говорить ниже), то рабочие, ленясь, либо нагревают место сгиба автогеном, на костре или паяльной лампой, либо надпиливают место сгиба арматуры диском  угловой отрезной машинки. Понятно, что оба способа значительно ослабляют стрежни арматуры, что может привести к разрушению их целостности под  нагрузкой. Требование пункт 7.3.1 ACI 318-08 гласит: Все виды арматуры должны сгибаться в холодном состоянии, если иное не предписано проектировщиком.

Арматура класса A-III (A400) используется для продольного и поперечного армирования ленточного фундамента. Для вспомогательного поперечного армирования (изготовления хомутов) также может использоваться стержневая горячекатаная гладкая арматура класса A-I (А240), А-II, проволока (гладкая арматура) класса Вр-I.
Продольные рабочие стрежни арматуры ленточного фундамента воспринимают совместно с бетоном основные нагрузки растяжения и сжатия, действующие вдоль продольной оси фундамента. 
Кроме продольных стержней при армировании лент фундамент может устанавливаться поперечная  арматура из расчета на восприятие нагрузок, действующих вдоль поперечной оси фундамента. Также поперечная арматура служит для ограничения развития трещин в бетоне, для удержания продольных стержней в проектном положении, и для закрепления от их бокового выпучивания при воздействии нагрузок [пункт 5.18 СП 52-101-2003].  Поперечная арматура устанавливается у всех поверхностей фундамента, вблизи которых устанавливается продольная арматура. Закрепление поперечной арматуры производят путем ее загиба и охвата продольной рабочей  арматуры.
В лентах фундамента высотой сечения более 15 см следует устанавливать и вертикальную поперечную арматуру (хомуты). [Пункт 3.105 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения, Москва, 1978].В железобетонных элементах, содержащих продольную арматуру, работающую на сжатие, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не  более пятнадцати диаметров сжатой продольной арматуры и не более 50 см, а конструкция поперечной арматуры должна обеспечивать отсутствие выпучивания продольной арматуры в любом направлении [пункт 7.3.8 СНиП 52-01-2003].

Стоп-халтура! Некоторые рабочие - строители считают, что в качестве рабочей арматуры можно использовать любой металл любой конфигурации: трубы, алюминиевые изделия, плоские листы, отходы от промышленной вырубки деталей, сетку рабицу, проволоку и т.п.    Все эти материалы не обладают  требуемыми характеристиками, чтобы адекватно воспринять нагрузки на сжатие или растяжение, и не предохраняют бетон от деформаций и образования трещин. Армирование рельсами также не рекомендуется из-за низкого сцепления бетона с гладкой поверхностью металла.  Включение в состав бетона алюминия [пункт 6.3.2 ACI 318-08] приводит к химическим реакциям, разрушающим бетон.
Также в фундаменте может использоваться конструктивная арматура, устанавливаемая  для восприятия непредусмотренных усилий, таких как усилия от усадки бетона или температурных деформаций. В частности, в разделе 3  пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007)  для фундаментных лент высотой сечения более 70 см рекомендуется установка дополнительной продольной  конструктивной арматуры на каждые  40 см  высоты ленты. По возможности арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней [пункт 4.3 ВСН 37-96] .

 
Назад Страница 30 Читать дальше
Страницы книги: 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41... Оглавление

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ