Принцип роботи арматури у фундаменті
Фундамент працює як несе підставу, на яке впливають всі види навантажень від вищестоящих конструкцій і яке рівномірно розподіляє їх на грунт.
Арматура зі сталі може абсолютно спокійно витримувати навантаження на розтягнення в 10 разів більше, ніж голий бетон.
У приватному будівництві найбільш поширеним є фундамент стрічкового типу. Він працює в вигляді замкнутої контур-стрічки зі збірного або монолітного залізобетону, яка укладається під несучими стінами будівлі і по всьому своєму периметру розподіляє вагу будови. Більшого поширення має стрічковий фундамент з монолітного залізобетону.
В процесі експлуатації на фундамент впливають різні навантаження, що виникають від ваги самої будівлі, від морозного здимання і від руху грунтів. Нижня частина при тиску будинку має навантаження на розтягнення, а верхня - на стиск. Не варто забувати і про сили морозного обдимання, чия підйомна сила може значно перевищувати вагу будівлі і провокувати розтягнення в верхніх частинах стрічкового фундаменту.
В епоху Петра І термін «арматура» позначав армійське озброєння. Сьогодні ми називаємо так «озброєння» сталевими стрижнями бетонного фундаменту.
сенс армування
Стрічковий малозаглиблений фундамент потрібно армувати для того, щоб компенсувати впливають на нього навантаження в процесі експлуатації. Бетону властива велика міцність на стиск, але викликають розтягнення або зріз бетону навантаження можуть з легкістю порушити його структурну цілісність. Стійкість бетону до розтягування в 50 разів нижче, ніж до стиснення. Трансформація за допомогою сталевої арматури звичайного бетону в абсолютно новий матеріал, залізобетон, дає можливість стрічковому фундаменту отримати поліпшену стійкість до розтягування.
Протистояння різних навантажень
Стрічковий армований фундамент є монолітної залізобетонної рамою з надійно повязаних балок, яка вільно лежить на пружній основі. Грунт під основою фундаменту не є нерухомою монолітної платформой- найчастіше вона являє собою неоднорідну структуру, на яку впливають, провокуючи рух, волога, грунтові води, вплив снігового і рослинного покривів, температура повітря та ін. На конструкцію фундаменту постійно діють різні навантаження, що виникають від можливих рухів грунту. Якщо уявити, як працює навантаження на стрічковому фундаменті спрощено, то можна говорити, що на нижню частину діє переважно розтягнення, а верхня частина відчуває стиснення.
Схема пристрою стрічкового фундаменту.
Арматура зі сталі може спокійно, абсолютно без руйнувань, витримувати навантаження на розтягнення в 10 разів більше, ніж голий бетон. Сталь має властивість подовжуватися без розривів при впливі навантажень на розтяг від 4 до 25 мм (тоді як бетон тільки на 0,2-0,4 мм). Бетон же краще переносить навантаження на стиск. Сполучені в одному матеріалі, залізобетоні, бетон і сталь дозволяють краще переносити комплексні навантаження на розтягування і стиснення. Рівновіддалена від нижньої і верхньої частин стрічкового фундаменту частина фактично не сприймає навантаження. Це говорить від тому, що використання серединного шару поздовжніх елементів, який нерідко монтують «для більшої міцності», позбавлене необхідності. У тому випадку якщо ви зводите заглиблений фундамент (підземну стіну), то і армувати його необхідно як монолітну бетонну стіну.
Бувають такі випадки в самостійному дачному будівництві, коли будівельники працюють так: вони проводять армування тільки нижній частині фундаменту. Аргументується це тим, що навантаження від будівлі не дозволить балці вигнутися вгору, створюючи цим самим розтягнення в її верхній частині, в якій можна «зекономити». Але такі горе-будівельники не беруть до уваги чималу підйомну силу намокає розширюється грунту або ж силу морозного здимання при замерзанні води в грунті. Навантаження від цих сил може стати більше навантаження від будівлі, і вона викличе розтягнення в верхніх частинах фундаменту, яке потягне за собою руйнацію його структурної цілісності.
при неправильному армуванні стрічкового фундаменту може статися його руйнування, що спричинить за собою руйнування стін і всієї споруди.
види матеріалу
У Росії для армування монолітного стрічкового фундаменту застосовується арматура класу А-ІІІ (А400) періодичного профілю. Ця арматура представлена у вигляді сталевих круглих профілів з парою поздовжніх ребер і поперечними виступами, які йдуть по трехзаходной гвинтовий лінії. Періодичні профілі призначені для більш надійного зчеплення бетону з арматурою, що відрізняється від матеріалу з гладким профілем, яка більше підходить для використання в якості обвязки (хомута) поздовжніх елементів. Маркування сталевої арматури А400 позначає межа плинності цього класу (390 Н / мм2). Але така арматура сьогодні вже вважається застарілою. На початку 90-х років країни Європи перейшли на один клас, яку можна варити, межа плинності якої дорівнює 500 Н / мм2. Застосовуючи клас А500С замість застарілого класу А400, ви економите понад 10% стали в будівництві.
Схема плитного фундаменту під котедж з використанням армування.
Арматура періодичного профілю класу А-ІІІ проводиться у вітчизняному екземплярі з виступами у формі кілець і в екземплярі «европрофиль» з виступами у вигляді серпів. Кільцевій профіль вітчизняного виробництва працює на підвищення міцності зчеплення бетону з арматурою, а профілі в формі серпа підвищують стійкість до часто повторюваним навантаженням. Для армування стрічкового фундаменту варто вибирати кільцевої профіль вітчизняного виробництва. Часом можна зустріти 4-сторонні серпоподібні профілі, які обєднують плюси обох типів.
Арматуру марки А400 (А-ІІІ) не рекомендується варити для зєднання стрижнів. Якщо варити сталь, тобто локально впливати високою температурою, відбувається значне структурне ослаблення стали. Ці зміни в сталевих стрижнях відбуваються на тій ділянці, який варять, і в прилеглих ділянках на довжину, яка дорівнює чотирьом діаметрам стержня в обидві сторони. Якщо ви хочете варити зєднання між стрижнями, то вам слід вибирати спеціальні, призначені для цього класи, які можна дізнатися по букві «С» в назві: А400С, А500С. Саме їх можна варити для зєднання стрижнів в каркас. Якщо ви не знаєте, арматурою якого саме класу ви маєте в своєму розпорядженні, але вам необхідно варити місце зєднання поздовжніх стрижнів, то арматуру попередньо необхідно нагріти до 200 градусів за Цельсієм, щоб звести до мінімуму втрати сталевий міцності. Довжина зварного шва як мінімум повинна бути рівною 10 діаметрам одного стержня свариваемой арматури (45-55% довжини стержня).
зварювання сітки
Варити окремі стрижні сітки залізобетонного фундаменту можна двома видами контактної електричного зварювання: стикового і точкового.
Точкова контактне зварювання грунтується на використанні тепла, яке виділяється в місцях контакту стрижнів під час пропускання електричного струму, щоб розігріти метал на цих ділянках до температури плавлення. Осаджуючи розігріті стрижні один до одного, виходить їх надійне зєднання. Контактним точковим зварюванням можна варити вузли каркасів і сіток, які представляють собою два або три пересічних стрижня під кутами 60 і 90 градусів.
вязка прутів
Схема конструкції фундаменту.
Також потрібно гнути арматуру для виготовлення сполучних елементів, які працюють на розтягнення (лапка або стандартний гак) і для армування примикань і кутів. Деякі будівельники роблять армування примикань стрічок і кутів стрічкового фундаменту, використовуючи перехрестя стрижневий арматури. Цей метод є дуже грубим порушенням типових схем армування примикань і кутів, які послаблюють конструкцію. Такий спосіб може спричинити за собою розшарування бетону.
Клас А-ІІІ гнеться в холодному стані на прямий кут по діаметру вигину без втратою міцності. Якщо гнути арматуру на 180 градусів, то міцність знизиться на 10%. Сьогодні працює мінімум два дуже поширених і неприпустимих способу гнучкі стрижнів. Недобросовісні робочі, які не бажають виконувати зайву роботу, або надпилюють точку, де буде проводитися гнучка стрижня, за допомогою кутової відрізний машинки, або гріють місце згину паяльною лампою (автогеном або ж на багатті). Ясно, що обидва прийому в рази послаблюють стрижні, що може спричинити руйнування їх цілісності під впливом навантажень. Запамятайте, що всі типи повинні гнутися в холодному стані, якщо інше не вказано проектувальником.
Схема розрахунку арматури для фундаменту.
Арматура А-ІІІ (А400) застосовується для поперечного та поздовжнього армування фундаменту. Для додаткового (допоміжного) поперечного армування (хомути) можна також використовувати стрижневу гладку гарячекатану арматуру класу А-І (А240) або А-ІІ.
Ще для армування фундаменту можна застосовувати конструктивну арматуру, яка монтується для сприйняття непередбачених зусиль (наприклад, зусилля від температурних деформацій або усадки бетону). Слід по можливості встановлювати арматуру просторовими або укрупненими заздалегідь підготовленими елементами, скорочуючи при цьому обсяг використання окремих стрижнів. З бетонної подушки (підготовки) на місці монтажу стрижнів повинні віддалятися бруд, пил, сміття, лід і сніг.
поверхня
Стрижні необхідно знежирювати, очищати від всіх неметалевих покриттів за допомогою металевої щітки. Допускається наявність на арматурі епоксидного покриття. Воно в рази знижує зчеплення з поверхнею бетону, але також підвищує стійкість до корозійного процесу.
Дозволяється наявність на стрижнях арматури неотслаівающейся іржі. До речі, звичайна неотслаівающаяся іржа навіть підсилює міцність зчеплення бетонної поверхні з арматурою.
