Анкеровка арматуры в фундаменте

Анкеровка арматуры в фундаменте

Анкеровка арматуры – обязательный элемент в изготовлении ответственных железобетонных конструкций. Пренебрежение этой, казалось бы, незначительной мелочью, нередко завершается плачевно даже для опытных строителей.

В этой статье мы рассмотрим ключевые способы анкеровки и соединения арматуры для придания жесткости каркасу изделия (будь то колонна, лестница или ленточный фундамент), а также правила, регламентирующие нормы анкеровки арматурных изделий.

Анкеровка с загибом

Анкеровка арматуры – это процесс закрепления концов арматурных стержней в массе бетона, который достигается заведением сечения прутка на такую длину, которая была бы достаточна для передачи усилий с арматуры на бетон.

В зоне анкеровки стержень, работающий на растяжение, будет функционировать на выдергивание арматуры из бетона через поверхность сцепления, а работающий на сжатие – наоборот, передает усилия в бетон.

1 Разновидности анкеруемой арматуры

Классификация арматуры достаточно обширна и может рассчитываться по нескольким показателям. Так, в зависимости от условий для применяемой арматуры, различают ненапрягаемую и напрягаемую арматуру. По прямому назначению арматуру можно разделить на следующие виды:

  • рабочая (восприятие таких усилий, которые возникают от воздействия внешних нагрузок и тяжести самой конструкции);
  • распределительная (закрепляет каркас с помощью сварки в проектном положении);
  • анкерная (служит для крепления к изделию закладных деталей);
  • монтажная (придает жесткость арматурному каркасу в процессе его сборки и транспортировки на стройобъект).

По расположению арматуры в пространственном каркасе железобетонной конструкции существует продольная и поперечная арматура. Продольная препятствует возникновению вертикальных трещин в продольных зонах концентрации растягивающих напряжений в бетоне.

Поперечная же предупреждает образование наклонных трещин, которые могут формироваться при действии скалывающих напряжений, что возникают преимущественно вблизи бетонных опор.

Поставляться арматура может несколькими вариациями, которые зависят от диаметра и назначения стали: проволочная (обычно диаметром до 10 мм), стержневая, канатная и арматурные изделия.
к меню ↑

1.1 Правила и нюансы анкеровки

Существует несколько способов закрепить стержни в бетонном изделии, и можно достаточно долго выбирать, какой же лучше, но следует выделить 4 основные:

  • прямая анкеровка с использованием прямого конца стержня;
  • загиб на конце стержня в виде петли, лапки или крюка;
  • способ сварки с установкой поперечных стержней;
  • установка на концах прутов специальных анкерных устройств.

Длину анкеровки арматуры необходимо расчитать еще на стадии проектирования изделия, любые недочёты здесь недопустимы. Изделие будет достаточно надежным только в том случае, если арматуру будет защищать достаточный слой бетона, предохраняющий её от коррозии.

При превышении диаметра стержней более 16 мм, желательно произвести поперечное армирование, в дополнении к стандартному. При использовании гнутой арматуры следует уделить особое внимание размеру загиба каждого стержня, дабы не допустить осыпания либо раскалывания бетона в том месте, где располагается загиб.

Прямая анкеровка арматуры в бетоне, а также анкеровка загибом с лапками разрешена только для арматуры с периодическим профилем. Для гладких стержней растянутого типа рекомендуется применять специальные анкерные устройства, дополнительно приваренные поперечные стержни, либо петли и крюки. При этом анкеровка сжатой арматуры не допускается с применением анкерного способа загибом, кроме случаев, когда используются гладкие стержни.

Диаметр оправки (загиба) принимает минимальное значение в соответствии с диаметром самого стержня арматуры и составляет: 2,5d для гладких стержней с диаметром стержня менее 20 мм и 4d при диаметре превышающем 20 мм.

Читайте также: чем и как правильно армировать кладку из кирпича или газобетона?

Если существующий стержень имеет периодический профиль, то эти показатели приобретают значения 5d и 8d соответственно. Фактическая длина итоговой анкеровки не должна быть меньше 15d стержня и 200 мм в длину.
к меню ↑

1.2 Как вязать арматуру? (видео)


к меню ↑

2 Клеевой способ соединения арматуры

Перед нанесением клея, арматурную сталь нужно выправить на специальном станке, очистить от грязи и ржавчины, по возможности обезжирить поверхность. Перед приготовлением клея, компоненты взвешиваются, отмеряются и тщательно измельчаются в заданных пропорциях.

Удобнее всего измельчение и перемешивание производить в вибромельнице. Температура нагрева материалов в вибромельнице в процессе измельчения не должна превышать 80 градусов. Изготовленный клей можно хранить в течении трёх лет в сухом, проветриваемом помещении.

На стержни клей наносится с использованием специальной установки. Толщина пленки, которую образует клей, должна составлять 1,5-2 мм над поверхностью арматуры. Затем на клей наносят волнообразные рифления с помощью роликов, высота волн – 2 мм, шаг – 6-8 мм.

Такую операцию рационально производить у выхода установки, где наносится клей, либо непосредственно перед укладкой арматурных стержней в опалубку, перед этим прогрев арматуру до 100 градусов.

Анкеровка клеящей смолой

При хранении стержни с нанесенным клеем должны быть защищены от попадания влаги и прямых солнечных лучей. Транспортировка стержней допускается любым транспортом, с использованием упаковки, которая защищает от ударов и трения.

В случае повреждения пленки клея при транспортировке, её можно восстановить нанесением дополнительного слоя размягченного при температуре 100 градусов клея, либо растворенного в ацетоне. После того, как арматура на эпоксидном клее установлена в опалубку, следует минимизировать её возможные соприкосновения с другими стержнями.
к меню ↑

2.1 Сварные соединения арматуры

Арматура горячекатаного типа с гладким или периодическим профилем, с применением арматурной проволоки, и закладные детали, должны иметь возможность сварного соединения меду собой и плоскими элементами прокатной стали контактной сваркой, которая может быть точечной и стыковой.

Читайте также:  Когда собирать садовую клюкву

В некоторых случаях допускается использование дуговой и ручной сварки, в тех случаях, когда это не противоречит условиям использования стали. Для этого нужно приобретать арматуру свариваемого класса А500С. Арматура А400 не подходит для этих целей.

Типы и способы сварки закладных деталей с арматурой нужно назначать, учитывая правила эксплуатации конструкций, показатели свариваемости стали и технологических возможностей предприятия, что изготавливает стальную продукцию.

Крестообразные соединения, в случае их выполнения контактно-точечной сваркой, должны обеспечить восприятие сетками напряжения, которое будет не меньше расчетного сопротивления. Такие соединения можно применить для обеспечения определенного расположения стержней по отношению друг к другу в процессе как транспортировки, так и укладки в бетон.

Заводские условия предполагают возможность изготовления арматурных каркасов, сеток при помощи контактно-точечной сварки, а также стыковой. При изготовлении закладных деталей – рекомендуется выбрать сварку под флюсом, которая применяется для тавровых соединений. Нахлесточные же можно создать при помощи контактно-рельефной сварки.

В процессе монтажа готовых изделий предпочтительнее использовать полуавтоматические виды сварки, они позволяют произвести должный контроль качества итоговых соединений.
к меню ↑

2.2 Соединение внахлест

Стыки арматуры, которая не напрягается, внахлест, применяется при вязке и стыковке каркасов и сеток, при этом диаметр не должен превышать 36 мм. Стыки стержней внахлест допускаются лишь в растянутых местах элементов изгиба, в зонах полного использования арматурной стали.

Стыки элементов сжатой и растянутой арматуры, а также сеток, должны иметь перехлест в рабочем направлении не менее величины Lan. Стыки сварных и вязаных конструкций в нахлест должны быть расположены вразбежку. Стыкование в нахлест стержней без разбежки может допускаться только при конструктивном армировании, а также в зонах использования арматуры менее чем на 50%.

Стыки в нахлест из гладкой стали А1 должны быть выполнены так, что в зоне стыкуемых сеток по длине нахлеста установлено не менее 2 поперечных стержней. Подобный тип стыков может использоваться при стыковке в нахлест каркасов, в которых арматура расположена в одностороннем порядке.

Стыки сеток в нерабочем расположении требуется выполнять в нахлест между крайними рабочими стержнями. При вязке, перехлест элементов следует располагать в точках минимальных изгибающих и крутящих моментов. При невозможности такой операции, значение нахлеста необходимо установить не менее чем на 90 диаметров арматуры. Крестообразный перехлест может быть усилен вязальной проволокой или специальными хомутами.

Нахлест и связка арматуры

Перехлест и его длина напрямую зависят от диаметра используемой арматуры. Как правило, для таких целей используется рифленая арматура А3, что и дает возможность расчитать протяженность нахлеста. Таблица по СНиП предполагает следующие значения:

Анкеровка арматуры в бетоне (таблица, основные стандарты и нормативы будут указаны ниже) представляет собой запуск металлических стержней за сечение на длину отрезка передачи усилий с прутков на железобетон. То есть, это закрепление концов армировочных прутьев в толще бетона.

Анкеровка является очень важным процессом, от правильности которого зависят качество, прочность, способность выдерживать различные нагрузки железобетонного монолита. Арматура призвана усиливать бетонную конструкцию, воспринимать и брать на себя нагрузки, делать монолит долговечным, надежным и цельным. Элементы арматуры бывают жесткими и гибкими, обычно выполняются из стали или композитных материалов.

Размер и тип крепления во многом определяется характеристиками и условиями эксплуатации определенных участков, где нагрузка передается с металлических прутьев на материал. Способов выполнения анкеровки существует несколько, предварительно важно правильно провести расчеты, определив такие ключевые параметры, как метод закрепления, длина анкеровки арматуры и т.д.

Разновидности анкеруемой арматуры

Классификация арматуры довольно обширна, металлические стержни выбирают по нескольким параметрам, расчет учитывает максимум нюансов. По условиям работы арматура бывает напрягаемой и ненапрягаемой. По расположению в ЖБ конструкции может быть поперечной и продольной.

Поперечная арматура не позволяет появляться наклонным трещинам, препятствует скалывающим напряжениям, которые появляются возле бетонных опор. Продольная арматура не дает распространяться вертикальным трещинам в определенных продольных зонах, где сосредоточены в бетоне растягивающие напряжения.

Классификация арматуры по назначению:

  • Распределительная – закрепляет каркас методом сварки в положении, указанном в проекте
  • Рабочая – воспринимает усилия, появляющиеся под воздействием тяжести конструкции, внешних нагрузок и т.д.
  • Монтажная – повышает жесткость арматурного каркаса при сборке и транспортировке на объект
  • Анкерная – предназначена для крепления к конструкции разного типа закладных деталей

Для создания качественного арматурного каркаса используются только специальные профильные прутки. Чем более прочным будет бетон и подходящей по условиям эксплуатации арматура, тем надежнее и прочнее получится железобетонная конструкция.

Базовая длина анкеровки

Прямая анкеровка и с лапками применяется лишь с арматурой периодического профиля. Гладкие растянутые прутья крепят петлями, крюками, приваренными поперечными элементами, анкерными устройствами. Крюки, петли и лапки мастера не советуют использовать для сжатой арматуры (кроме гладкой, которая иногда подвергается растяжению).

Рассчитывая длину анкеровки арматуры, учитывают класс стали, профиль, сечение, прочность бетона, напряженное состояние монолита в зоне анкеровки, способ анкеровки и конструктивные особенности.

Формула для расчета базовой (оптимальной) длины анкеровки , призванной передавать усилия в стали с полным расчетным показателем сопротивления Rs на бетон:

Тут:

  • Asи us– площадь поперечного диаметра стержня и периметр сечения, которые высчитывают по номинальному диаметру
  • Rbond –сопротивление по расчетам сцепления арматурных прутьев с бетоном, которое принимается равномерно по всей длине анкеровки и высчитывается по формуле Rbond= η1η2Rbt

Читайте также:  Самая мощная лампа в мире

η1 – коэффициент, который зависит от вида поверхности арматуры:

  • Гладкая (класс А240) – 1.5
  • Периодический профиль, холоднодеформируемая арматура (класс А500) – 2.0
  • Периодический профиль, термомеханически упрочненная и горячекатаная (классы А300-500) – 2.5

η2 – коэффициент, который зависит от диаметра арматуры:

  • Диаметр меньше или равно 32 миллиметрам – 1.0
  • Сечение 36 и 40 миллиметров – 0.9

Расчетная длина анкеровки стержней высчитывается по формуле:

Тут:

  • lo,an базовая длина анкеровки
  • As,cal, As,ef площади поперечного диаметра арматуры
  • а – коэффициент влияния на показатель напряженного состояния бетона, прутьев, конструктивных особенностей изделия в зоне анкеровки

Определение коэффициента а:

  • Прутья периодического профиля, прямые концы, а также гладкая арматура с петлями/крюками (без устройств для растянутых прутьев) – 1.0
  • Сжатые стержни – 0.75

Длина анкеровки может быть уменьшена в соответствии с диаметром и числом поперечной арматуры, а также величиной поперечного обжатия бетона там, где осуществляется анкеровка.

Способы анкеровки

Методов выполнения анкеровки существует несколько. Могут использоваться клеевое и сварочное соединение, прямая анкеровка и с отгибом, разные лапки, крюки, петли и т.д. Длина анкеровки рассчитывается на этапе проектирования и соблюдается точно. Арматура должна быть со всех сторон защищена достаточным слоем бетонного монолита.

Несколько нюансов при выполнении анкеровки:

  • Если сечение прутьев больше 16 миллиметров, к стандартному добавляют поперечное армирование.
  • Когда используется гнутая арматура, особое внимание уделяют величине загиба прутьев, чтобы бетон в месте загиба не раскалывался.
  • Анкеровка загибом с лапками и прямой метод актуальны лишь для периодического профиля.
  • Гладкие прутья анкеруют специальными приспособлениями, приваренными поперечными прутьями, крюками/петлями.
  • Сжатая арматура – запрещено анкеровать загибом (за исключением применения гладких прутьев).

Прямая

Данный тип анкеровки используется при условии позволения геометрии конструкции и в защитном слое бетона. Подходит исключительно для периодического профиля. Несущая способность бетона может быть увеличена благодаря наличию дополнительного обжатия камня от внешних силовых факторов там, где выполнена анкеровка. Таким образом эффективность сцепления повышается.

При использовании прямой анкеровки продольное усилие старается надколоть монолит в защитном слое бетона из-за работы касательных напряжений. Длина анкеровки зависит от множества факторов, но в защитном слое сцепление не стоит делать без поперечной арматуры или дополнительных мероприятий, которые исключат скалывание слоя защиты бетонной конструкции и воспримут касательные напряжения.

Зона скола слоя защиты может быть увеличена путем установки по верху продольной перпендикулярной арматуры. Диаметр/шаг хомутов в месте прямой анкеровки в слое защиты определяются в соответствии с типом диаметра и хомута арматуры продольной.

Если речь идет об элементах из мелкозернистого бетона А, расчетную длину анкеровки увеличивают на: 5 ds для сжатого бетона и 10 ds для растянутого. Длина прямой анкеровки иногда может быть уменьшена в соответствии с параметрами поперечной арматуры и величиной поперечного обжатия бетона, но максимум на 30%. Фактическая длина анкеровки берется минимум 15 ds и 200 миллиметров.

Отгибом

Гибка арматурных прутьев осуществляется в условиях завода либо на объекте (вручную, гибочным роликом сменного типа или гибочным станком). Гнут без нагрева. Анкеровку растянутых прутьев выполняют крюком (отгиб на 45-135 градусов) либо петлей (отгиб на 180 градусов). Крюки можно размещать вертикально или горизонтально.

Выполняя анкеровку с отгибом на угол 90 градусов, нужно сделать так, чтобы длина прямого участка кончика была минимум 12 ds, при 180 градусов – минимум 70 миллиметров и 4ds. Прямые участки захода прутка от грани начала перехода усилия с металла на бетон до места начала отгиба равны минимум 3 ds. Если же прямой участок равен менее 10 ds, анкеровка в расчете сечения оправки не учитывается.

Длину расчетную при отгибе определяют стандартным методом, используя значение базовой длины анкеровки. Можно уменьшать значение, но максимум на 30%. При этом, общая длина анкеровки ни в каких расчетах не может быть меньше расчетной.

Отгибая конец поперечной арматуры под углом 135 градусов, оставляют прямой участок минимум 75 миллиметров и 6 dsw, для отгиба на 90 градусов – минимум 8 dsw. Поперечная арматура требует надежного отгиба крюка на 135 миллиметров. Диаметр отгиба зависит от минимального диаметра оправки и продольного прутка. Отгиб хомута размещают в сжатой зоне бетонной конструкции (сечения элемента).

Минимальный диаметр оправки для отгиба (крюка) прутка поперечного для периодического профиля составляет минимум 3 ds, для арматуры гладкой – минимум 2.5 ds.

Минимальный диаметр оправки зависит от диаметра стержня:

  • Для периодического профиля – 5 dsпри ds менее 20 миллиметров и 8 ds при ds более 20 миллиметров.
  • Гладкая арматура – 2.5 dsпри ds меньше 20 миллиметров и 4 ds при ds больше 20 миллиметров.

Минимальный диаметр загиба крюков и петлей в свету: 6 ds при ds меньше 16 миллиметров и 8 ds при ds больше 16 миллиметров.

Минимальный диаметр оправки (когда армируется продольная рабочая арматура) для прутков периодического профиля (при отсутствии прямого участка анкеровки) назначается от 6-7 ds при ds меньше 20 миллиметров и 9 ds при ds больше 20 миллиметров.

Клеевой

Данный метод предполагает некоторые особенности, которые нужно изучить до начала работ.

Как выполнять клеевую анкеровку:

  • До нанесения клея сталь выправляется на специальном станке, чистится от ржавчины и грязи, обезжиривается.
  • Компоненты для приготовления клеевого состава взвешивают, отмеряют и измельчают в вибромельнице при температуре максимум 80 градусов. Клей хранится не больше 3 лет в проветриваемом сухом помещении.
  • Состав на прутки наносится в специальной установке. Клей образует пленку толщиной до 2 миллиметров над поверхностью арматуры. Далее на слой роликами наносятся волнообразные рифления с шагом 6-8 миллиметров и высотой волн 2 миллиметра. Этот этап предполагает нагрев прутков до 100 градусов и выполнение прямо перед закладкой в опалубочную конструкцию.
  • После установки в опалубку стержней нужно сделать так, чтобы они не соприкасались с другими элементами.
Читайте также:  Плоская кровля деревянного дома

Следует помнить, что стержни с нанесенным на них клеем нужно защитить от солнца и влаги, транспортировать в защитной упаковке. Если пленка клея повреждается, ее восстанавливают нанесением еще одного слоя мягкого клея (при температуре около 100 градусов или после взаимодействия с ацетоном).

Сварные соединения

Контактной (стыковой или точечной) сваркой соединяются арматура периодического профиля или гладкая горячекатаного типа, закладные детали, арматурная проволока. Иногда используют ручную или дуговую сварку, но только в работе с арматурой класса А500.

Способы и типы сварки прутьев и деталей выбирают, исходя из особенностей эксплуатации конструкции, технологических возможностей, параметров свариваемости стали. Если выполняются крестообразные соединения с применением контактно-точечной сварки, следят за должным обеспечением восприятия сетками напряжения (не должно быть меньше расчетного сопротивления). Обычно такие соединения используют с целью обеспечения нужного расположения прутков друг к другу при транспортировке и укладке в бетонную конструкцию.

В условиях завода создают арматурные каркасы, сетки стыковой или контактно-точечной сваркой. Когда делают закладные детали, используют сварку под флюсом, применяемую для тавровых соединений. А вот нахлесточные можно делать контактно-рельефной сваркой.

Соединение внахлест

Стыки ненапрягаемой арматуры можно стыковать внахлест при вязке/стыковке сеток и каркасов, но диаметр не должен быть больше 36 миллиметров. Стыки делают в растянутых зонах элементов изгиба, в местах полного использования стали.

Важно, чтобы стыки элементов растянутой/сжатой арматуры, сеток имели в рабочем направлении перехлест минимум параметр Lan. Стыки вязаных и сварных конструкций располагаются вразбежку. Без разбежки можно стыковать при выполнении конструктивного армирования и там, где арматура используется максимум на 50%.

Из гладкой стали А1 стыки внахлест арматуры в бетоне делают так, чтобы в месте стыкуемых сеток по всей длине нахлеста находилось минимум 2 поперечных прутка. Так можно стыковать внахлест каркасы, где арматура находится в одностороннем порядке.

Места стыков сеток в нерабочем расположении делают внахлест между рабочими крайними прутками. В процессе вязки перехлест изделий должен находиться в местах минимальных крутящих/изгибающих моментов. Если так сделать не получается, значение нахлеста устанавливают равным минимум 90 диаметрам арматуры. Часто крестообразный перехлест усиливают специальными хомутами, вязальной проволокой.

Длина перехлеста зависит от сечения прутков. Обычно в работе используют рифленые стержни А3, поэтому длину нахлеста арматуры в бетоне можно рассчитать.

Такие значения указаны в СНиП:

  • Арматура 10 – 300 миллиметров
  • Арматура 12 – 380 миллиметров
  • Арматура 16 – 480 миллиметров
  • Арматура 18 – 580 миллиметров
  • Арматура 22 – 680 миллиметров
  • Арматура 25 – 760 миллиметров

Ниже указаны показатели для анкеровки разной арматуры:

Изучив все правила и нормативы, сделать анкеровку арматуры в бетоне можно самостоятельно. Главное – соблюдать технологию и верно выполнить предварительные расчеты.

Глава из книги "Мелкозаглубленный ленточный фундамент"

Соединение (анкеровка) арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента с помощью стандартного крюка или лапки

Соединение арматуры с использованием стандартного крюка (загиб конца арматуры на угол 180° – арматура класса A-II) или лапки (загиб конца арматуры на угол 90° градусов – арматура класса A-III [таблица 5.2, Голышев, 1990] применяют для соединения арматуры периодического профиля, работающей преимущественно на растяжение. Лапки и крюки не рекомендуется применять для анкеровки сжатой арматуры [пункт 8.3.19 СП 52-101-2003]. Максимальный угол изгиба не должен превышать 180°. Загнутый элемент арматуры усиливает скрепление стержня с бетоном мелкозаглубленного ленточного фундамента.

Стандартный крюк и лапка для анкеровки арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента, работающей на растяжение

Номинальный диаметр арматуры, мм

Диаметр оправки для сгиба ACI 318-05, см

Диаметр оправки для сгиба, Пособие по проектированию**, см

Стандартный крюк 180°, ACI 318-05

Лапка 90°, ACI 318-05

Длина свободного конца загиба, см

Длина загнутой части, см

10

13*** (12)

16

19*** (18)

22

25

29*** (30)

32

36

Для простоты запоминания длины загиба можно воспользоваться рекомендациями пункта R611.7.1.5 IRC-2003: Длина свободного конца арматуры после изгиба на 180° должна составить не менее 4 диаметров арматуры, но не менее 64 мм. А при загибе на 90° – не менее 12 диаметров арматуры. В пособии Голышева длину свободного конца крюка определяют как 3 диаметра, а полную длину отгиба как 6 ¼ диаметра арматуры. Для лапки 90° длина отгиба 6 ¼ диаметра арматуры из которых 1 ¼ диаметра приходится на сам сгиб и 5 диаметров на длину конца лапки [Рис. 5.2, А.Б. Голышев,1990].

Величина нахлеста стержней арматуры с загнутыми элементами при анкеровке определяется как и величина нахлеста стержней арматуры без загнутых элементов. Анкеровка с помощью загнутых элементов подойдет для нижнего ряда арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента, работающей на растяжение.

Приведенные выше размеры величины отгибов арматуры для анкеровки не подходят для армирования углов и примыканий монолитного ленточного фундамента: армирование углов мелкозаглубленного ленточного фундамента требует иной анкеровки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector