СНИП армирование монолитных железобетонных конструкций

Определение эффективных параметров армирования железобетонных конструкций

Леонид Скорук
К.т.н., доцент, старший научный сотрудник НП ООО «СКАД Софт» (г. Киев).

В настоящее время монолитный железобетон (обеспечивающий произвольную форму изделий, свободу планировочных решений и многое другое) получил большее распространение и применение по сравнению со сборным железобетоном (ограниченная номенклатура сборных изделий и пролет). В то же время сборные изделия прошли проверку временем по надежности и долговечности, а их армирование является оптимальным с точки зрения некоего условного соотношения «материал/стоимость конструкции». В монолитных же конструкциях величина арматуры в большинстве случаев является переменной и зависит от многих исходных факторов: геологии, типа фундамента, нагрузки, геометрии здания и т.д.

Это нужно понимать при проектировании монолитных конструкций и не идти на поводу у заказчиков, далеких от инженерного дела и желающих в первую очередь оптимизировать свои расходы на строительство.

Как известно, чтобы обеспечить необходимую прочность и устойчивость здания или сооружения, следует провести соответствующие расчеты и подобрать необходимое количество арматуры для восприятия действующих нагрузок. При этом в конструкциях должны быть соблюдены требования как по 1­й (прочность, устойчивость), так и по 2­й группе (прогибы, ширина раскрытия трещин) предельных состояний.

В практике проектирования сформировался определенный условный параметр, по которому можно оценить затраты металла в конструкции: содержание арматуры в бетоне (как правило, берут вес всей арматуры в конструкции — продольной и поперечной — и делят на объем ее бетона, получая параметр в килограммах на кубический метр (кг/м3)).

При этом в действующих строительных нормах [1­3] такой параметр напрочь отсутствует и никоим образом не регламентируется. В нормативах указывается только необходимость обеспечить в сечении элемента минимальный процент арматуры от площади бетона (min 0,05­0,25%) и опосредованно рекомендован оптимальный процент армирования в конструкциях на уровне примерно 3% (это опять же отклик оптимизации для сборных конструкций).

До какой­то степени величина содержания арматуры в конструкциях отражена в некоторых сметных нормативах [4, 5]. Там величина арматуры в бетоне находится в пределах 190­200 кг/м3 — опять же без привязки к различным изменчивым исходным данным.

Для оценки величины содержания арматуры в бетоне монолитных конструкций проведем небольшой численный эксперимент. Возьмем для примера фрагмент плиты размерами в плане 1,0×1,0 м с двумя арматурными сетками у каждой грани, имеющими шаг стержней 100×100 мм, и проследим изменение содержания арматуры в бетоне в зависимости от изменения некоторых исходных параметров: толщины плиты и диаметра арматуры (рис. 1).

Рис. 1. Содержание арматуры в бетоне (кг/м3) для монолитного фрагмента площадью 1 м 2 при различных исходных данных: а — при разных диаметрах арматуры; б — при разных толщинах плит

Рис. 2. Интерфейс программы SCAD++. Постпроцессор «Железобетон», режим «Экспертиза железобетона»

Как видно из приведенных данных, даже при «идеальных» условиях проектирования (отсутствие поперечной арматуры, дополнительного армирования, различных элементов локального усиления и т.п.) величина содержания арматуры, например, для элемента толщиной 200 мм с размещенной в нем арматурой из двух сеток диаметром 10 мм составляет 123,2 кг/м 3 . При наличии же различных дополнительных факторов суммарное содержание арматуры в бетоне будет резко расти.

Таблица 1. Факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры

Фактор

Следствие

Инженерно­геологические условия строительной площадки

Тип фундамента (свайный, плитный, ленточный)

Шаг сетки несущих вертикальных элементов

Пролет плит, их толщина (жесткость)

Размеры сечения колонн/пилонов/стен

Удельный вес арматуры в бетоне

Класс бетона и арматуры

Расход арматуры в сечении

Довольно трудоемкую и рутинную работу по определению содержания арматуры в бетоне для некоторых отдельных элементов и всего сооружения в целом на начальном этапе проектирования (еще до начала разработки чертежей стадии КЖ/КЖИ) с довольно высокой точностью можно выполнить в программе SCAD++. В режиме «Экспертиза железобетона» постпроцессора «Железобетон», используя операцию Вес заданной арматуры (рис. 2), можно в реальном времени не только определить расход арматуры, но заодно (что очень важно) и проверить, насколько заданная арматура удовлетворяет необходимым критериям прочности конструкции согласно выбранным нормам проектирования.

При этом нужно помнить, что программа считает расход:

  • арматуры без учета ее нахлеста и загибов, которые могут добавлять в реальный расход арматуры около 15­20%;
  • бетона с учетом пересечения элементов, поскольку стыковка элементов происходит по оси стержневых и срединной плоскости плитных элементов (увеличение около 5­10%).

Суммарный расход арматуры и бетона в любом здании зависит от многих факторов, которые можно в некоторой степени скорректировать на начальной стадии расчета и проектирования. Основные факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры в конструкциях и зданиях, приведены в табл. 1.

Таблица 2. Содержание арматуры в бетоне для разных типов зданий

Тип здания

Элемент здания

Расход, кг/м3

а) 22­этажное здание на сваях
(шаг колонн/пилонов 6,0 м)

Армирование железобетонных конструкций: минимальный и максимальный процент усиления. Защитный слой бетона

Самостоятельное строительство уже давно перестало быть чем-то из ряда вон выходящим: при наличии необходимых знаний, навыков и помощников – это вполне осуществимо. Строительные работы редко обходятся без заливки бетона, который в большинстве своем, должен содержать в себе определенное количество армирующих элементов. Надежность и долговечность бетонного объекта может гарантировать только армирование железобетонных конструкций по ГОСТу.

Конечно, самостоятельная заливка железобетонных объектов под строительство многоэтажного дома или другого подобного сооружения не представляется возможным, так как такие масштабы требуют промышленного подхода. В данном случае мы рассмотрим лишь случаи, которые могут возникнуть в частной практике, где вы вполне можно обойтись своими силами.

Усиление фундамента под силу выполнить своими руками

В данной статье будут приведены правила армирования железобетонных конструкций, которые применяются в частном строительстве.

Армирование бетона

Заливка монолитной плиты с усилительным каркасом: фото

Армирование необходимо для повышения прочностного потенциала бетона – железобетон во много раз превосходит обыкновенный аналог по прочности на излом. Повышенную надежность обеспечивает металлический каркас, сваренный из арматуры, который располагается в толще бетона. Он играет роль скелета, который многократно усиливает выносливость объекта (узнайте здесь, как происходит армирование газобетона).

В современном строительстве применение железобетона является стандартом де-факто, несмотря на то, что его цена на порядок выше обычного аналога. Однако наличие арматуры не превращают бетон в железобетон. Иногда в опалубку просто погружаются сваренный наугад каркас, который затем заливается раствором – некоторые строители по ошибке могут назвать это железобетоном, но это заявление ошибочно.

Минимальный процент усиления

Чтобы превратить обычный бетон в железобетон, недостаточно просто заложить в него металлический каркас. Существует такое понятие как минимальный процент армирования железобетонных конструкций, посредством которого определяется степень перехода одного состояния в другое. Если процент вхождения металлических элементов окажется меньше необходимого, то данное изделие относится к бетонным наименованиям.

Обратите внимание! Данный раздел основывается на пункте 5.16 СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции”

Готовый каркас и металлического прута

Если количество металлических составляющих будет меньше необходимого, то такой тип усиления считается конструкционным укреплением – при этом изделие не становится железобетоном.

Минимальный процент усиления объекта продольной арматурой рассчитывается исходя из площади сечения бетонного элемента.

  • Во внецентренно растянутых и изгибаемых объектах, в том случае если продольная сила располагается вне пределов рабочей высоты сечения, усиление должно составлять не менее 0,05% (арматура S) от площади сечения бетонного элемента;
  • Во внецентренно растянутых объектах, где продольная сила располагается между арматурами S и S”, усиление должно составлять не менее 0,06% (арматура S и S”) от площади сечения бетонного элемента;
  • Во внецентренно сжатых объектах минимальный процент вхождения металлических элементов составляет от 0,1 до 0,25% (арматура S и S”).

Обратите внимание! Если продольное усиление располагается по контуру сечения (равномерно), то площадь сечения арматуры должна составлять вдвое больше указанных величин. Это также относится к центрально-растянутым объектам.

Максимальный процент усиления

Сборка каркаса перед заливкой

Читайте также  Клей для анкеров в бетоне

В бетонных работах инструкция – «чем больше, тем лучше» – неуместна.

Чрезмерное количество металлических составляющих существенно ухудшит технические характеристики изделия.

Как и в предыдущем случае, здесь также имеются нормативы.

  • Независимо от класса бетона и усилительных элементов, наибольший процент вхождения арматуры в сечение изделия не должен превышать 5% в случае с колоннами и 4% во всех остальных случаях. При этом бетонный раствор должен эффективно просачиваться между деталями усилительного каркаса;

Обратите внимание! В обоих случаях, в качестве усилительных элементов подразумевается горячекатаная сталь для армирования железобетонных конструкций.

Защитный слой бетона

Схема Ж/б в разрезе

Усилительный каркас должен покрываться защитным слоем бетона, который обеспечивает совместную работу бетона и металлического скелета. Также он защищает металл от коррозии и воздействия окружающей среды (см.также статью «Защита бетона от влаги: способы и применяемые материалы»).

Толщина слоя над металлическим каркасом составляющими должна составлять.

В стенках и плитах (толщиной мм) не менее:

  • Свыше 100 мм – 15 мм;
  • До 100 мм и включительно – 10 мм;

В ребрах и балках:

  • Свыше 250 мм – 20 мм;
  • До 250 и включительно – 15 мм;

В фундаментных балках:

  • Не менее 30 мм;
  • Не менее 20 мм;

Обратите внимание! Если защитный слой будет иметь большее значение, то для дополнительного укрепления используется проволока для армирования железобетонных конструкций, которая перекроет излишек.

Укрепление лестничного пролета

  • Монолитных с цементной подушкой – 35 мм;
  • Сборных – 30 мм
  • Монолитных без цементной подушки – 70 мм;

Обратите внимание! Данный раздел составлен в соответствии с пунктом 5.5 СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции”

Также следует отметить, что алмазное бурение отверстий в бетоне или резка железобетона алмазными кругами должна учитывать расположение и структуру усилительного каркаса. Отделение частей или сквозные отверстия могут существенно снизить потенциал прочности объекта. Если же речь идет о полном демонтаже объекта, то данное обстоятельство учитывать нет необходимости.

Соблюдение норм и стандартов будет надежной гарантией долговечности и надежности железобетонных конструкций. Более подробную информацию по данной теме вы можете получить посредством просмотра видео в этой статье (узнайте также как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом).

Процент арматуры в железобетоне — каким должно быть оптимальное значение?

С целью выполнения армированием своего прямого предназначения, необходим специальный расчет усиления бетона, что соответствует минимальному и максимальному проценту. Эта величина играет важную роль в проектных расчетах. Ее малый показатель не дает права считать изделие усиленным до ЖБИ, а больший приведет к существенному снижению технических характеристик ж/б материала.

  1. Степень армирования
  2. Особенности расчетов
  3. Значение армирования
  4. Минимальный процент
  5. Максимальный коэффициент арматуры
  6. Сохранение прочности
  7. Защитный слой бетона

Степень армирования

Минимальная величина коэффициента армирования (0,05%) позволяет назвать изделие железобетонным.

Если металлические элементы поместить в бетон, но величина арматурной составляющей не будет соответствовать техническим требованиям ГОСТа, то это изделие относится к бетонным наименованиям с конструкционным укреплением и не допускается к эксплуатации. Для фундамента, колонн, несущих стен и балок степень армирования рассчитывается по формуле: К= (М1÷М2)x100; где

  • М1 — вес стального каркаса;
  • М2 — масса бетонного монолита.

Для создания арматурного каркаса предпочтительно используются прутья диаметром 12-14 мм.

Площадь сечения стержней обуславливает способность поддерживающего каркаса нести и распределять нагрузки. Чем больше диаметр прутьев, тем выше процент армирования и прочность сооружения. Обычно предпочитают стержни в 12—14 мм диаметром. Удельный показатель веса арматуры уменьшается с увеличением толщины бетонного слоя.

Особенности расчетов

В железобетоне используют только горячекатаную сталь высокого класса, так как она устойчива к коррозии и крепка. Чтобы сваренный металлический каркас, расположенный в бетоне, сделал свое дело, необходим точный расчет, позволяющий уточнить, сколько и какие материалы необходимы. Важность расчетов сложно переоценить. Они выполняются с привлечением технических формул, где учтены сопротивление используемых стройматериалов, соотношение предельно допустимых нагрузок к закладываемым и другие параметры. А также стандартные вычисления предусматривают тип фундамента, наличие дополнительных конструкционных элементов, марку бетона, несущие нагрузки. По окончании математической части все данные наносят на чертеж, где представлена схема армирования. Из проекта исполнители знают, сколько и какого вида стальных стержней нужно взять. А также стоит учесть в каком порядке их расположить и связать.

Значение армирования

Минимальный процент

Наименьшая степень усиления бетона арматурой, что расположена продольно, вычисляется соответственно площади сечения железобетонного объекта и составляет 0,05%. Меньший показатель говорит лишь о локальном укреплении бетонного раствора. Такое сооружение ненадежное и опасное, поскольку возможно его разрушение. Минимальный процент армирования зависит от типа и локализации действующих нагрузок (сжатие, растяжение) вне пределов рабочего бетонного сечения, между прутьями каркаса, и колеблется в пределах от 0,5 до 0,25% для каждой конкретной конструкции.

Максимальный коэффициент арматуры

Предельно допустимая доля стали для ж/б конструкций составляет 4% (в колоннах 5%). Тип стальных элементов и марка бетона влияния не имеют. Превышение максимальной величины приводит к снижению эксплуатационных характеристик изделия и возрастанию его веса, что усилит нагрузку вышерасположенных составляющих на нижние. Укрепляя бетон, важно обеспечить плотное обволакивание всей металлической решетки раствором без образования воздушных карманов.

Сохранение прочности

Бетон создает защиту стали от влияния факторов внешней среды (влаги, химических веществ), поэтому металл должен быть полностью укрыт раствором. Любые манипуляции с железобетонным объектом типа алмазного бурения, резки, отделения частей, образования сквозных тоннелей в стене приводят к значительному уменьшению потенциала прочности.

Все работы, нарушающие монолитность железобетонной конструкции, должны проводиться с учетом схемы расположения и пространственной структуры каркаса.

Защитный слой бетона

В таблице представлена зависимость толщины бетонного слоя от типа строительного элемента:

Наименование стройматериала Ширина объекта, см Слой бетона, см
Несущая стена Более 10 1,5
Стена Менее 10 1
Ребро 25 2
Балка Менее 25 1,5
Колонна 3
Фундаментная балка

Особое внимание следует уделить фундаментам монолитной структуры. Наличие цементной подушки оправдывает слой бетонной защиты в 3,5 см, без нее — 7 см. Сборный фундамент потребует слоя шириной 3 сантиметра. Чем больше толщина искусственного камня, тем прочнее арматуру рекомендуют использовать. Технические выкладки взяты из свода требований к бетонным и железобетонным конструкциям СНиП 2.03.01—84.

1 Конструктивные требования норм к армированию

Кроме расчётных требований к армированию железобетонных конструкций существуют также конструктивные правила, которые обеспечивают соблюдение принятых в расчёте предпосылок и учитывают особенности работы конструкций, не отражённые в расчёте. Конструктивные требования установлены на основе экспериментальных данных, опыта проектирования и строительства, инженерной интуиции. Основные конструктивные требования норм регламентируют: Минимальную толщину защитного слоя бетона; Минимальные и максимальные расстояния между стержнями арматуры; Минимальное и максимальное содержание арматуры (диаметр арматуры и процент армирования сечения); Условия анкеровки арматуры. Процент армирования железобетонных элементов должен быть во всех случаях не менее: 0,05% — по старому СНиП; 0,10% — по новому СП. во внецентренно сжатых элементах -0,10…0,25% (чем больше гибкость, тем выше  min ). Коэффициент (или процент) армирования железобетонных элементов – это отношение площади сечения рабочей арматуры A s к рабочей площади сечения бетона bh 0, выраженное в долях (или процентах): b а h 0 h A s

Читайте также  Как пользоваться коронкой по бетону?

2: Конструктивные требования норм к армированию
Защитный слой бетона – толщина слоя бетона от грани элемента до ближайшей поверхности арматурного стержня. Защитный слой бетона обеспечивает защиту арматуры от коррозии и нагрева при пожаре (поэтому зависит от условий эксплуатации и требуемой огнестойкости конструкции), сцепление арматуры и бетона (поэтому зависит от диаметра арматуры). Защитный слой бетона a b должен составлять не менее диаметра арматуры d s и не менее 10 …20 мм (в зависимости от вида конструкции), в подошве фундамента – не менее 30…70 мм (в зависимости от наличия подготовки под подошвой). Минимальное расстояние между стержнями арматуры обеспечивает качественное бетонирование (поэтому зависит от расположения арматуры по отношению к направлению укладки бетона), сцепление арматуры и бетона (поэтому зависит от диаметра арматуры). Расстояние между гранями стержней продольной арматуры должно составлять не менее диаметра арматуры d s и не менее 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней арматуры (при горизонтальном расположении стержней в один или два ряда). В стеснённых условиях допускается укладка стержней вплотную друг к другу.

3: Конструктивные требования к продольному армированию
Максимальное расстояние между стержнями арматуры обеспечивает равномерность распределения усилий в стержнях и восприятие случайных напряжений (от усадки бетона, от местных воздействий), поэтому зависит от размеров сечения и вида конструкции. Расстояние между осями стержней продольной арматуры должно составлять во всех случаях не более 400 мм, в балках и плитах – не более 200 мм (при высоте h  150 мм); не более 400 мм и не более 1,5 h (при h > 150 мм). Вязаные каркасы: Сварные каркасы:

4: Конструктивные требования к поперечному армированию
Максимальный шаг (расстояние между осями) стержней поперечной арматуры в балках и плитах должен составлять: по старому СНиП: на приопорных участках длиной L/4 : не более (1/2) h и не более 150 мм (при h  450 мм); не более (1/3) h и не более 500 мм (при h > 450 мм); на остальной части пролёта: не более (3/4) h и не более 500 мм. по новому СП: Если поперечная арматура требуется по расчёту: не более 0,5 h и не более 300 мм; Если поперечная арматура по расчёту не требуется: не более 0,75 h и не более 500 мм. В ряде случаев (в плитах h  300 мм, в балках h  150 мм) поперечную арматуру устанавливать не требуется. Минимальный диаметр поперечной арматуры Диаметр поперечной арматуры d sw во всех случаях должен составлять не менее (1/4) диаметра продольной арматуры d s и не менее 5-6 мм. Рекомендуется принимать d sw  (1/3)d s. Вязаные каркасы: Сварные каркасы: Размещение поперечной арматуры: L/4 L/4 L/2 Почему возле опор шаг поперечной арматуры уменьшается?

5: Конструктивные требования к армированию сжатых элементов
Поперечное армирование сжатых элементов устанавливается в целях: Предотвращения выпучивания продольных стержней; Сдерживания поперечных деформаций бетона; Образования пространственных арматурных каркасов. Максимальный шаг (расстояние между осями) стержней поперечной арматуры в сжатых элементах должен составлять не более 500 мм и не более 15 d s (где d s – диаметр продольной арматуры). Диаметр продольной арматуры сжатых элементов должен быть не менее 12 мм, в монолитных колоннах – не менее 16 мм. В местах передачи сосредоточенных сжимающих усилий предусматривается косвенное армирование. Узел А Узел А h k h k s s d sw d s /2 a a поперечная продольная

6: Конструктивные требования к армированию колонн
Поперечная арматура должна охватывать стержни продольной арматуры и быть приваренной к ним (либо иметь на концах крюки). Продольные стержни (по крайней мере через один) должны быть соединены поперечной арматурой.

7: Сцепление арматуры с бетоном
Максимальное напряжение  bond,max Среднее напряжение сцепления  bond,m Напряжения в арматуре по длине заделки передаются на бетон Длина заделки стержня l s l s Силы сцепления обеспечивают совместность деформирования арматуры и бетона. Величина сил сцепления зависит от прочности бетона, профиля и качества поверхности арматуры. Арматура с ржавой поверхностью характеризуется меньшим сцеплением. Выдёргивание стержня из бетона не произойдёт, пока усилие в арматуре будет уравновешиваться усилиями сцепления: где A bond – площадь поверхности контакта арматуры и бетона; u s – периметр стержня; l s – длина заделки; R bond – расчётное сопротивление сцеплению:  1 – коэффициент, учитывающий влияние профиля арматуры (  1 = 1,5…2,8): 1,5 – для А240; 2,0 – для В500; 2,25 – для импортной арматуры; 2,5 – для А400, А500; 2,8 – для А500СП;  2 = 1 при диаметре арматуры d s  32 мм. d s

8: Длина анкеровки арматуры
где l an – длина анкеровки арматуры –минимальная длина заделки, при которой усилие в арматуре N полностью передаётся за счёт сил сцепления на бетон. Базовая длина анкеровки l 0, an соответствует случаю, когда стержень нагружен предельным усилием N = R s A s : l 0, an  30 d s для арматуры класса А400 Если стержень заделан в бетон на длину l  l 0, an, то никаким усилием его невозможно выдернуть из бетона: в стержне либо наступит текучесть, либо он выдернется вместе с бетоном. Длина анкеровки уменьшается: с уменьшением диаметра арматуры ( d s ); с понижением класса арматуры ( R s ) ; с применением более эффективного профиля арматуры (  1 ) ; с повышением класса бетона (R bt ). Требуемая длина анкеровки меньше базовой, если арматура недогружена: где A s,cal, A s,ef – площадь сечения арматуры соответственно требуемая по расчёту и фактически установленная;  – коэффициент, учитывающий влияние напряжённого состояния (растяжение/сжатие), профиля арматуры и дополнительных анкерующих устройств: для растянутой арматуры периодического профиля  = 1, для сжатой арматуры  = 0,75. Анкеровка – это закрепление концов арматуры в бетоне.

9: Дополнительные анкерующие устройства
Если анкеровку стержня невозможно обеспечить заделкой на требуемую длину, применяют дополнительные анкерующие устройства: отгибы (крюки, лапки) – обязательны для гладкой растянутой арматуры; приваренные поперечные стержни; коротыши, шайбы и др. Анкеровка приваркой поперечных стержней Анкеровка установкой шайб, приваркой деталей, устройством высаженных головок «крюк» «лапка» «петля» не менее 10 d

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Прочность и долговечность возводимой конструкции во многом зависит от ее фундамента. Основание принимает нагрузку от всех вышележащих элементов на себя и равномерно распределяет ее на грунт. Для того, чтобы оно сохраняло свою прочность и имело достаточную устойчивость, важно уделять повышенное внимание при его сооружении, все работы должны вестись со строжайшим соблюдением строительных нормативов и правил.

Защитный слой арматуры

Наиболее универсальным и популярным видом фундамента считается ленточный, именно к нему чаще всего обращаются частные застройщики. Для более сложных случаев, используется дорогостоящий, но и наиболее прочный плитный фундамент. Они отличаются конструктивно, но в плане материалов идентичны. Их надежность обеспечивается рациональным сочетанием армирующего каркаса и монолитного бетона.

Как мы знаем, основная задача армирования – это компенсирование недостатка бетона в пластичности, т.е. повышения способности на растяжение и излом. Но для многих является неожиданностью, что арматурные пруты, обеспечивающие жесткость конструкции, сами нуждаются в защите.

Может быть, вы замечали, что при правильно смонтированных каркасах арматура никогда не соприкасаются со стенками опалубки. Между краем конструкции и непосредственно металлическими элементами существует прослойка, которая в строительной литературе называется – «защитный слой бетона».

Читайте также  Что стелить под ламинат на бетонный пол?

Для чего нужен защитный слой бетона?

Сталь в арматуре, несмотря на соответствие нормам ГОСТ, все равно подвержена воздействию внешних химических соединений, т.е. присутствует достаточно высокий риск возникновения коррозии.

Очаги коррозии приводят к образованию внутренних пустот, а значит начинается процесс нарушения целостности и однородности конструкции. Это, в свою очередь, снижает эксплуатационные характеристики основания, начинаются деформации, появляются трещины и в конечном итоге происходит разрушение.

Для того чтобы предотвратить эрозию стали, ее подвергают антикоррозийной обработке (оцинковке). Суть процесса заключается в том, что внешний слой изделия покрывается тончайшей пленкой всего в несколько микрон, который не дает металлу окисляться. Но этот способ тоже не дает 100% гарантии, что сталь сохранит свои первоначальные качества, так как любая неаккуратная транспортировка, может привести к повреждению защитного слоя и соответственно к возникновению коррозии. Стоит отметить, что сама процедура стоит достаточно больших средств и приводит к значительному удорожанию материала.

Поэтому главная задача при возведении фундамента, отгородить арматурный каркас от возможного контакта с влагой. В качестве барьера и выступает защитный слой бетона, который огораживает конструкцию от возможных химических раздражителей.

Основные функции

К основным задачам, которые выполняет защитный слой бетона для арматуры, относят:

  • Обеспечение необходимого позиционирования арматурной конструкции.
  • Защита металла от химических соединений, влаги и других внешних воздействий.
  • Равномерное распределение нагрузки на массу бетона и арматурного каркаса.
  • Обеспечение прочного основания для монтажа гидро/термо защиты и/или цокольной отделки.
  • Увеличение огнеупорности конструкции.

Именно защитный слой бетона является преградой для любых внешних факторов, способных навредить конструкции.

Толщина защитного слоя бетона

Существует несколько основных факторов, которые определяют величину защитного слоя бетона фундамента:

  • Характер и величина нагрузки на фундамент. Прямая зависимость между величиной нагрузки и толщиной защитного слоя.
  • Особенности арматурного прута. Аналогично, толщина напрямую зависит от величины прута в сечении, чем больше стержень, тем больший слой нужно предусматривать.
  • Условия эксплуатации арматурного прута. Особенности окружающей среды, где и происходит возведение фундамента (температура, влажность, почвы).

Толщину защитного слоя бетона для арматуры фундамента не следует определять «на глаз». Существуют строгие нормативы, в частности, СП 63.13330.2012 (СНиП 52-01-2003) «Бетонные и железобетонные конструкции», СП 50—101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений», СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», достаточно подробно определяют величины минимальной и максимальной толщины защиты для арматуры, возможные отклонения и прочие параметры.

Защитный слой арматуры в бетоне определяется СНиП и СП, поэтому необходимо четко следовать указанным требованиям.

Минимальные и максимальные показатели защитного слоя

При вычислении толщины защитного слоя бетона для арматуры следует руководствоваться вышеуказанным сводами правил (СНиПами) и прочими нормативными документами, разработанными на их основе.

Так, согласно СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции», минимальный защитный слой бетона для арматуры – 10 мм, но не менее диаметра прута.

СП 50—101-2004 предоставляет уже более конкретную информацию.

Продольная арматура:

  • 30 мм – толщина защитного слоя для ленточных фундаментов и сборного типа;
  • 35 мм – для монолитных фундаментов с дополнительной бетонной подготовкой;
  • 70 мм – защитный слой бетона для арматуры в фундаменте без подготовки.

Поперечная арматура:

  • 10 мм – стенки и плиты толщиной менее 100 мм.
  • 15 мм – бетонные конструкции с сечением менее 250 мм и стенке более 100 мм.
  • 20 мм – бетонные конструкции с сечением менее 250 мм.

Следующий регламент СП 52-101-2003 указывает на еще более конкретные ситуации:

  • 20 мм – железобетонные конструкции, располагающиеся в закрытых помещениях (нормальный/пониженный уровень влажности);
  • 25 мм – конструкции, располагающиеся в закрытых помещениях (повышенный уровень влажности);
  • 30 мм – конструкции, располагающиеся в открытом пространстве;
  • 40 мм – конструкции, располагающиеся в грунте.

Следующий интересный документ, который тем не менее, не является нормативным, справочное пособие под редакцией А.Б. Голышева «Проектирование железобетонных конструкций». Многие профессиональные строители утверждают, что наиболее ценные практические расчеты представлены именно здесь. В книге приводится следующие утверждения:

  • 30 мм – толщина защитного слоя для сборных и балочных фундаментов;
  • 35 мм – монолитные фундаменты на бетонной подготовке или на скальном грунте;
  • 70 мм – монолитные фундаменты без предварительной подготовки.

Это пособие также регламентирует защитный слой арматуры с торцевых сторон поперечных и продольных прутьев, которые проходят по всей длине/ширине конструкции:

  • 10 мм – сборные элементы длиной до 9 м;
  • 15 мм – монолитные элементы длиной до 6 м при диаметре арматуры до 40 мм;
  • 20 мм – монолитные элементы длиной от 6 м при любом диаметре арматуры.

Стоит отметить, что максимальный защитный слой бетона для арматуры не регламентируется ни в одном документе.

Для вашего удобства, чуть ниже мы собрали все цифры в единую таблицу.

Защитный слой бетона для арматуры – Таблица по СНиП

Применение армированного каркаса

Минимальная толщина, мм

Продольная рабочая арматура ленточных и сборных фундаментов

Продольная рабочая арматура плитных фундаментов, возводимых с бетонной подготовкой

Продольная рабочая арматура плитных фундаментов, возводимых без бетонной подготовки

Сооружения, эксплуатирующиеся в закрытых сухих помещениях

Сооружения, эксплуатирующиеся в закрытых влажных помещениях

Сооружения, эксплуатирующиеся на открытом воздухе

Сооружения, эксплуатирующиеся в грунте

Поперечная арматура для стенок и плит толщиной менее 100 мм

Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением менее 250 мм и стенок более 100 мм

Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением более 250 мм

Допустимые отклонения защитного слоя бетона

Допуск по защитному слою бетона определяется СНиП 3.03.01—87 «Несущие и ограждающие конструкции». Здесь указаны все возможные отклонения от заданных параметров. Перед тем, как рассчитать защитный слой бетона для арматуры, рекомендуется внимательно изучить данный свод правил. Мы лишь обратим внимание на наиболее важную таблицу.

Особенности конструкции

Допустимая величина отклонения

Толщина защитного слоя бетона менее 15 мм и линейный размер поперечного сечения конструкции:

Толщина защитного слоя бетона более 20 мм и линейный размер поперечного сечения конструкции:

Защитный слой арматуры в бетоне по СНиП позволяет уберечь ваш фундамент от преждевременного разрушения и увеличит срок службы всего здания.

Как обеспечить соблюдение нормативов?

Показатель толщины защитного слоя бетона закладывается еще на этапе проектирования фундамента. Следуя требованиям и рекомендациям упомянутых нормативных документов, определяется оптимальная величина прослойки между концом арматурного прута и стенки основания, а затем записывается в план.

Практическая сторона вопроса, в большей степени, заключается в добросовестном выполнении стандартного регламента. Нижний ярус арматурной сетки должен быть приподнят над уровнем дна котлована на нормативную величину, а не упираться на подсыпку. Необходимо использовать подпорки из полимерных материалов, камня, кирпича или бетона, но никак из древесины или других недолговечных и влагопроницаемых материалов. Раствор должен быть равномерно распределен по всей площади опалубки, требуется не допускать любые неоднородности и пропуски в бетонной массе.

Соблюдение этих простых правил, позволит создать крепкий и долговечный фундамент, который будет надежной опорой для вышестоящей конструкции. А это, в свою очередь, залог безопасности для вас, вашей семьи и близких.

Если вы хотите выполнить расчет бетона на фундамент, предлагаем воспользоваться нашими комплексными калькуляторами-конструктора для определения количества материалов.