Процент армирования железобетонных конструкций – минимальный и максимальный

Архив рассылки "Непрошеные советы" для начинающих проектировщиков. Выпуск № 14.

В очередном выпуске непрошенных советов я хочу поговорить о проценте армирования в железобетонных конструкциях.

Обычно, чтобы не попасть впросак, начинающие проектировщики стараются свериться с данными по допустимому проценту армирования железобетона. С минимальным процентом все просто: есть таблица 47 (38) в Пособии по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона плюс важные примечания под этой таблицей – этих данных достаточно, чтобы недоармирования не произошло.

Но что же делать с переармированием? Ведь нигде не пишется, какой максимум арматуры может быть в бетоне. Разобраться с этим вопросом поможет здравый смысл и требования по конструированию, с них мы и начнем.

Чтобы конструкция была надежной не только на бумаге, нужно расположить арматуру так, чтобы бетонирование было качественным. Для этого нужно всегда соблюдать требования по минимальному расстоянию между стержнями арматуры (см. п.п. 5.38 – 5.41 того же пособия). Только тогда бетон надежно заполнит пространство между стержнями, сцепление с арматурой будет надежным, а конструкция – прочной. Также нужно обращать особое внимание на расположение стержней в местах нахлестки, т.к. арматуры там в два раза больше, и ее нужно расположить так, чтобы выполнялось требование по минимальному расстоянию в свету между стержнями (50 мм – для монолитных колонн, например). Не лишним также будет обращать внимание на реальный диаметр стержней периодической арматуры (с учетом выступов и ребер), особенно в стесненных условиях. Выполняя эти конструктивные требования, вы сделаете первый шаг к тому, чтобы не переармировать конструкцию.

Второй шаг – это учет расположения арматуры в расчете. На первый взгляд, можно разогнаться и уложить арматуру в несколько рядов – сечение по расчету проходит, почему бы не попробовать? Этот соблазн особенно для тех, кто считает в программах и не чувствует зависимости результатов расчета от расположения арматуры в сечении. Да, в балках руководство по конструированию допускает расположение арматуры в несколько рядов (см. рисунок 84), в колоннах – не рекомендуется.

Из рисунка мы видим, что процент армирования в балке можно значительно увеличить. Но при этом, как всегда, всплывает одно «но»: рабочая высота сечения h 0 . которая имеет большое значение при определении итогового армирования для каждого последующего ряда арматуры значительно уменьшается. И это оказывает прямое влияние на искомую площадь арматуры, т.к. она пропорциональна рабочей высоте сечения: As=(?bh 0 R b )/R s +As' (формула 25 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций к СНиП 2.03.01-84.

Поэтому всегда советую обращать внимание при расчете балок на то, в сколько рядов в итоге будет уложена арматура. Если в начале предполагался один ряд и h 0 была соответствующей, а в итоге арматуры получилось столько, что в один ряд она не поместится, то нужно обязательно пересчитать армирование с уточнением рабочей высоты сечения – очень часто это дает увеличение площади арматуры.

Еще из рисунка видны четкие требования к расстоянию в свету между стержнями арматуры. Это обусловлено тем, что заполнитель в бетоне – щебень разных фракций, и густо расположенная арматура не должна помешать качественному бетонированию. Всегда нужно обращать внимание на это требование, чтобы не попасть впросак.

В итоге, по балкам мы имеем как минимум два ограничивающих процент армирования требования: расстояние между стержнями и рабочая высота сечения арматуры (т.е. ограничения в самом расчете). И если соблюдать эти требования, переармировать конструкцию будет не возможно.

В Руководстве по конструированию, на которое я уже не раз ссылалась, Вы найдете конструктивные требования к расположению арматуры в любых типах железобетонных конструкций. Если их тщательно соблюдать, Ваши конструкции всегда будут заармированы, как следует, и о проценте армирования беспокоиться будет не нужно.

Удачного Вам освоения нашей непростой профессии.

С уважением, Ирина.

Полагаю, что вопрос здесь в том, как оценить насколько рационально выполнено армирование, имея два показателя - обьем бетона и вес арматуры. В качествеориенти ра можно взять величины объемных весов, которыми мы пользуемся при определении нагрузок: для бетона - 2400 кг/м3, для железобетона - 2500 кг/м3. Следовательно, получается, что желательно укладываться в количестве 100 кг арматуры на 1 м3 бетона. При больших количествах стали можно говорить уже о завышенном армировании.

Геннадий, да, вопрос именно в оценке. Но всегда нужно учитывать: в балке, например, рабочая арматура может быть лишь у одной грани в одном направлении; в тонкой плите - уже в двух направлениях, но еще у одной грани; в толстой плите - в двух направлениях у двух граней (нижней и верхней). Нельзя все это привести к 100 кг. Анализ должен зависеть от типа конструкции. Я и пыталась донести, что к проценту прийти нельзя, нужно больше ориентироваться на конструктивные требования. Хотя по опыту работы можно сделать для себя выводы. Допустим, в колонне по опыту, если процент армирования всего сечения более 3%, арматура разместить сложно, хотя по требованиям конструирования допускается и немного больший процент. Точно такие же цифры можно вывести для себя и для балок, и для плит, но все-таки удобней оперировать площадью сечения, а не килограммами (устанавливаем же мы арматуру по результатам расчета по площади, зачем нам килограммы.