Сколько арматуры понадобится на 1 кубометр бетона?

Количество арматуры на 1 м3 зависит от типа ЖБИ (плитный или ленточный фундамент, перемычки над проёмами, монолитное перекрытие) и условий его работы; класса металлопроката и марки бетона. Если речь идёт об основании, то ключевыми параметрами будут его вид, площадь здания, вес и нагрузки от его конструкций, грунт, сейсмоопасность в регионе и другие факторы, которые учитываются архитекторами при проектировании в каждом отдельном случае. Например, для ленты глубиной до 60 см каркас выполняют в двух уровнях, а при большем заглублении их количество увеличивают, располагая ряды с шагом 40 см.

Расчет арматурных стержней на 1м3

Оглавление:

  1. Количественная оценка расхода
  2. Требования для различных сооружений
  3. Класс прочности стали и марка бетона

Коэффициент армирования

Расчёт представляет собой сложную техническую задачу и по плечу только специализированной проектной организации. Он должен выполняться отдельно для различных типов ЖБ конструкций (балка, лента фундамента, колонна) и условий их работы. Например, для перекрытия средняя цифра расхода составляет около 110-120 кг/куб, а для колонн — до 350 кг на 1 м3.

Для количественной оценки пользуются коэффициентом армирования: μ = [Sa/(В∙Н)]∙100%, где:

  • Sa — площадь поперечного сечения стержней;
  • В — ширина изделия (плиты, ленты);
  • Н — его высота.

Влияние конструкции

В строительных правилах имеются данные по минимальному проценту армирования для различных систем.

Коэффициент μmin для некоторых видов изделий, %:

Тип Марка В15-В22.5
Фундамент плитный 0,3
Несущие перемычки над проёмами 0,05
Монолитные перекрытия 0,05

Армирование ленты

Для малоэтажного строительства можно провести самостоятельную оценку потребности в арматуре при заливке плитного основания, используя значения μmin. Для куба бетона с рёбрами В=Н=L=1 м получим площадь поперечного сечения стали в грани куба, нормальной к стержням: Sa = μхВхН/100 = 0,3х1х1/100 = 0,003 (м2).

Определяем число рабочих прутьев при продольном армировании в одной грани: n = Sa/S1, где S1 — площадь поперечного сечения одного элемента, м2 (берём из стандартов). Округляем n до целого числа.

Количество погонных метров для одного ряда (H≤15 см): La1 = n∙L∙2=2∙n∙1 м=2n. Для двух рядов (H>15 см): La2 = 2La1. Масса стержней в кубометре бетона первого ряда: m1 = La1∙q; второго ряда: m2 = La2∙q; где q — удельный вес 1 метра прутков в зависимости от их номинального диаметра по ГОСТ 5781-82.

Схема фундамента

Пример расчёта минимального количества арматуры на заливку 1 м3 для монолитной плиты фундамента (μ = 0,3%):

Номер профиля, мм

Площадь поперечного сечения, S1, м3 Масса п.м, q, кг/м Расход стали на 1 м3
H≤15 см H>15 см
Длина, La1, м Вес, m1, кг La2, м m2, кг
10 78,5∙10-6 0,617 76 47 152 94
12 113,1∙10-6 0,888 54 47,95 108 96
14 153,9∙10-6 1,208 40 48,3 80 97
16 201,1∙10-6 1,578 30 47,3 60 95

В таблице приведены данные только по рабочим прутьям через одну грань при заливке куба. Применительно к плитному фундаменту их надо увеличить в два раза, так как его каркас выполняется в виде прямоугольной сетки. Если толщина основания более 15 см, необходимо добавить рабочие стержни на второй ряд сеток (общий вес тогда составит 94-97 кг на 1 м3) и вертикальные стойки из проката диаметром 6-8 мм, связывающие ряды сеток с шагом 20-40 см. Сюда необходимо также включить элементы усиления по торцам и на продавливание от местных нагрузок. Полная масса всех этих изделий и даст расход стали на кубометр бетона.

Металлопрокат разных марок

Для ленты расчёт выполняется аналогично. Дополнительно потребуется конструктивная арматура калибром 6-10 мм для связывания между собой продольных рабочих прутов с шагом по длине 40-50 см. При высоте ленты свыше 60 см добавятся элементы для соединения рядов каркаса. Во всех случаях при закупке требуется добавить запас на скрепление внахлёст, а также на отрезки, которые могут оставаться после нарезания на проектные размеры (поставляемая длина 11,6 м).

Расчёт выполнялся для наиболее распространённой в частном домостроении металлопрокат диаметром от 10 до 16 мм. Приобретение больших размеров нецелесообразно по причине ухудшения совместной работы бетона и прутьев из-за реализации малых нагрузок в малоэтажном строительстве.

Обычно для ЖБИ в качестве рабочей подбирают горячекатаную сталь А400 или А500, а также В500 (для сварных сеток). Цифры обозначают предел текучести материала в МПа. Лучшую совместную работу с раствором обеспечивают стержни периодического профиля (кольцевой или серповидный), применяемые в качестве рабочих. Для их соединения в каркасе нужны гладкие элементы А240 диаметром 6-8 мм. Они имеют более низкие показатели по напряжениям сцепления с бетоном в 2-4 раза, поэтому используются только как конструктивные.

Схема армированной плиты

При выборе диаметра необходимо учитывать правила, регламентирующие наибольшие расстояния между прутьями продольной арматуры, обеспечивающие равномерность распределения напряжений:

  1. В ЖБ плитах этот размер должен быть ≤200 мм при их толщине h≤15 см или 400 мм и 1,5∙h, если h>15 см.
  2. В рёбрах и лентах шириной >15 см количество продольной рабочей арматуры в одной плоскости принимают ≥2. При меньшем размере допускается один стержень.
  3. При длине основания ≤ 3 м применяют прутки с номером профиля ≥10 мм, а если пролёт свыше трёх метров, используют калибр ≥12 мм.

Влияние характеристик материалов

Оптимально для эффективной совместной работы стали и бетона, когда достигается равенство их предельных напряжений в расчётном сечении конструкции. Это обеспечивается при проценте армирования (μopt), который условно можно считать оптимальным, так как дальнейшее его увеличение не сопровождается ростом прочности.

Коэффициент μopt:

Марка раствора Класс прочности стали
А400 А500 (А500С) В500 (В500С)
В15 1,3 1,0 1,04
В20 1,7 1,3 1,4
В22.5 2,0 1,5 1,6

Применение стержней с более высоким пределом текучести (500 МПа вместо 400) даёт некоторое снижение их расхода в кубометре. Поэтому перспективно использование высокопрочных сталей и композитов, позволяющих создавать конструкции с предварительным напряжением.

Автор:
Валентин Токарев
Share