Какими способами можно выполнить анкеровку арматуры?

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.

Современный подход к анкеровке арматуры

Арматура бывает разной. Её главная цель – усилить конструкцию, сделать её цельной и долговечной. Элементы арматуры могут быть гибкими и жёсткими. Изготавливают их из различных видов материалов. Самым распространённым материалом является сталь, но также применяют и композитные элементы, деревянные, фибро и т.д.
Используют арматуру исключительно в железобетонных изделиях, качество которых зависит от качества закрепления элементов. Анкеровка арматуры в бетоне – это запуск изделий за сечение на длину зоны передачи усилий с арматуры на железобетон, говоря простым языкам, это закрепление концов стержней в бетоне.

Классификация арматурных элементов

Способы анкеровки могут быть различными, так же как и применяемая в строительстве арматура. Назвать классификацию данного вида изделий обширной нельзя. Применяется несколько видов классификации. В зависимости от условий, в которых будет эксплуатироваться изделие, различают:

Если рассматривать изделие с точки зрения его прямого назначения, применяют следующую классификацию:

• анкерная (речь в данном случае идёт о закладных деталях);
• распределительная;
• рабочая;
• монтажная.

Ещё одним видом классификации является рассмотрение ориентации изделия в конструкции. Тут выделяют:

При этом целью продольной является препятствование образованию вертикальных трещин в наиболее растянутой зоне конструкций, а поперечная не даёт образовываться наклонным трещинам, которые характерны при скалывающих напряжений, которые возникают вблизи опор. Все это при условии, что хороший бетон. Читайте более подробно, о том, как его улучшить.

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

В зависимости от диаметра стержня и назначения металлических деталей арматура может быть канатной, стержневой, проволочной (сечением до 10 миллиметров) и т.д.

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.

Основные виды крепления арматуры в бетоне

На сегодняшний день в строительстве применяется несколько способов закрепления арматурных изделий в железобетонных изделиях. На данный момент анкеровка арматуры бывает следующих типов:

• с использованием специально установленного поперечно направленного стержня;
• в виде выступов профиля арматуры;
• с помощью установленных на оконечностях стержней особых приспособлений;
• с использованием отгибов на концах изделий.

Длина анкеровки арматуры рассчитывается ещё при проектировании. Её расчёт производится проектировщиками. Это крайне важный вопрос, халатное отношение к которому недопустимо, так как результат может оказаться плачевным, к сожалению, не только для проектировщика, допустившего ошибку.

Итак, как достигнуть оптимальной цифры, которая обеспечит включение стержня в работу? В сжатых изделиях в районе анкеровки усилия будут передаваться посредством поверхности соединения в область бетона, в растянутых стержнях будет производиться работа на выдёргивание из области бетона через поверхность сцепления.

Если говорить о стержнях распространённого периодического профиля (круглые с двумя продольными рёбрами и поперечными выступами в виде винтовых линий), то для них применяется прямая анкеровка. Что касается гладких стержней, то вышеназванные петли и крюки используются именно для этого вида. Все эти вспомогательные элементы, включая и специальные лапки, рекомендуется использовать для анкеровки сжатой арматуры.

Для того, чтобы возводимое здание отличалось высокой степенью надёжности, длина анкеровки обязательно должна быть защищена хорошим слоем бетона. Если диаметр стержней превышает цифру 16 мм, рекомендуется, помимо стандартного, произвести поперечное армирование. Если используется гнутая арматура, чтобы не допустить раскалывания или осыпания бетона в том месте, где наличествует загиб, нужно особое внимание уделять размеру окружности загиба каждого отдельного стержня.

Важно! Как проектировщикам, так и тем, кто занимается строительством, следует помнить, что анкеровка арматуры – это вопрос безопасности эксплуатации возводимого объекта, к которому нужно подходить профессионально и ответственно.

Если не представляется возможным обеспечить расчётную длину анкеровки, применяются установка на оконечностях арматуры специализированных анкеров, имеющих форму уголков, крючков, гаек, пластин и т.д. Также может быть произведён отгиб закрепляемого стержня.

А вы знаете какая разница между марками цемента М-500 или М-600?

Расчет анкеровки арматуры

Производя расчёты, необходимо учитывать как профиль арматуры, так и её класс, также учитывается способ анкеровки, диаметр стержней, показатели прочности бетона и то, каково будет напряжённое состояние в месте сцепления. Для того, чтобы осуществить точные расчёты применяют специальные формулы. Глубина анкеровки арматуры и её длина также могут быть рассчитаны с помощью специальных программ и таблиц. У современных проектировщиков есть возможность ускорить процесс проектировки объектов на всех этапах.

Также рекомендуем статью о расчете арматуры при армировании бетонного пола.

Если необходима анкеровка арматуры в бетоне, таблица, которую можно найти на специализированных сайтах или в специально разработанных строительных программах, поможет быстро и качественно произвести все необходимые расчёты. Если использовать таблицы, то расчет анкировки арматуры не требуется, в таблицах располагаются все необходимые данные, главное при проектировке соблюдать конструктивные требования, то есть, производить проектирование по уже заложенным расчётам, которые учитывают все детали и нормативы.

Если подлежит определению длина анкеровки арматуры, таблица, которая будет наиболее приемлема и удобна, должна быть элементом специальной программы, куда закладываются имеющиеся данные. Наиболее продвинутые ресурсы учитывают класс арматуры и класс бетона, диаметр стержней, вид поверхности изделий, напряжённое состояние и многое другое.

Сегодня анкеровка арматуры, применение которой является одним из самых важных процессов строительства, стала намного проще. Чтобы не допустить ошибку, достаточно уметь правильно пользоваться таблицами. Лучше всего заказать расчёты в специальных компаниях, которые занимаются этим вопросом и в течение малого промежутка времени предоставляют все необходимые данные. Правильные расчёты обеспечат стопроцентную надёжность возводимой конструкции, все элементы которой будут находиться в тесном взаимодействии друг с другом.

Какой должен быть нахлест арматуры для вязки

Стыковка арматуры внахлест с помощью вязки – наиболее легкий способ создать надежный металлический каркас. Для данного типа соединения используются популярные прутья А400. Соединение арматуры внахлест механическим путем производится вязкой с помощью проволоки. Два стержня с прямыми концами приставляются с перехлестом и обвязываются отожженной проволокой. Но тут есть свои требования для обеспечения прочности соединения.

При стыковке арматуры внахлест методом вязки необходимо учитывать параметры:

• величина нахлеста арматуры;
• расположение соединения в каркасе и его назначение;
• взаимное расположение участков перехлеста.

При армировании фундамента, нахлест арматуры недопустимо устанавливать в местах повышенной нагрузки (например, углы строения). Поэтому следует правильно рассчитать участки для перехлеста стержней арматуры при вязке. Они должны размещаться в тех частях металлической конструкции, на которые оказывается минимальная нагрузка.

Если по объективным причинам выполнить это условие не получается, длина нахлеста прутьев будет зависеть от диаметра арматуры. Для ленточного фундамента участки, где монтируется перехлест арматуры, должны находиться в местах, не подверженных напряжению и изгибанию. Если данное условие невыполнимо, длина прямой анкеровки принимается равной 90 диаметрам скрепляемой арматуры. Размеры таких соединений строго регламентированы ГОСТами.

Перехлест арматуры при вязке также зависит от таких параметров:

• класс рабочей арматуры;
• марка заливающего бетона;
• назначение железобетонного фундамента;
• степень предстоящей нагрузки.

Узнать длину регламентированной длины анкеровки арматуры можно из нормативной таблицы, которая предоставлена ниже.

Анкеровка арматуры: таблица

Внимание! В пункте 8.3.27 ГОСТ 10922 2012 указано, что механические соединения арматуры внахлест применяются для металлопрутов, у которых диаметр равен не более 40 мм. Участки армированного каркаса с максимальной нагрузкой запрещено фиксировать, используя нахлест.

Соединение арматуры внахлест без сварки при монтаже армопояса

Величина нахлеста арматуры при армировании определяется комплексом факторов. Также учитывается диаметр стержней и класс заливающего бетона. Размер перехлеста арматуры при вязке можно рассчитать вручную, но легче сориентироваться по таблице.

Важно! Длина анкера при стыковке арматуры внахлест еще зависит от места расположения арматурной сетки: в нижней части плиты (зона растяжения бетона) перехлест будет больше, а в верхней части плиты (зона сжатия бетона) — меньше.

Анкеровка арматуры в бетоне. Таблица длины анкеровки и нахлеста арматуры в бетоне

Большинство проектировщиков, расчитывающих железобетонные конструкции, сталкиваются с вопросом: Как посчитать длину анкеровки и нахлеста арматуры в бетоне? И это действительно очень важный вопрос, ведь строители на эту, казалось бы мелочь — анкеровка арматуры в бетоне, часто не обращают внимание, и в некоторых случаях, это заканчивается плачевно.

Давайте с вами разберемся в данной теме, и подробно рассмотрим, что такое анкеровка арматуры в бетоне, длина нахлеста арматуры, а также в данной статье, вы сможете скачать программу и таблицы анкеровки арматуры в бетоне.

Анкеровка — это закрепление арматуры в бетоне, которое достигается заведением арматуры за расчетное сечение на длину достаточную для включения стежня в работу, или выполнением специальных конструктивных мероприятий. В зоне анкеровки растянутый стержень работает на выдергивание из тела бетона через поверхность сцепления, а в сжатом стержне усилия передаются через поверхность сцепления в тело бетона.

Зачем нужна анкеровка?

Анкерование прутков требуется для обеспечения расчётной прочности арматурного каркаса и его надёжного закрепления в бетоне. Основной задачей при формировании длинного каркаса соединить концы прутков так, чтобы они в случае приложения механических напряжений не смещались со своего положения. То есть две параллельно или перпендикулярно расположенные арматуры не будут разрушать конструкцию, и она сможет прослужить гораздо дольше в условиях различных типов прикладываемых напряжений, чем без применения анкеровки.

Качество закрепления арматуры в бетонной конструкции определяется путём расчётов механических напряжений, которые предполагаются в ходе её эксплуатации. При выполнении строительных работ обязательное соблюдение технологий, чтобы было полное соответствие проведённым вычислениям.

Анкеровку можно выполнять для стальной и композитной арматуры. При этом важно, чтобы свойства прочности и гибкости в усиленных местах сохранялись. В противном случае в структуре материала создадутся дополнительные напряжения, вследствие которых образуются скрытые дефекты. В конечном счёте объект станет непригодным для эксплуатации за период меньше расчётного.

Основные требования к анкеровке арматуры в бетоне установленны в:

• СП 52-101-2003 БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ п. 8.3.18-8.3.30
• posobiye k SP 52-101-2003 — «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры»

Согласно пособию к СП 52-101-2003 анкеровку арматуры в бетоне осуществляют одним из следующих способов или их сочетанием:

— в виде прямого окончания стержня (прямая анкеровка);

— с загибом на конце стержня в виде крюка, отгиба (лапки) или петли;

— с приваркой или установкой поперечных стержней;

— с применением специальных анкерных устройств на конце стержня.

Базовая длина анкеровки.

Базовая длина анкеровки арматуры в бетоне определяется по СП 52-101-2003 п. 8.3.21 или СП 63.13330.2012 п. 10.3.24 и СП 52-102-2004 п. 5.3.2.

Анкеровка прямого арматурного стержня в бетоне происходит за счет сцепления профиля. Базовую длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления Rs на бетон, определяют по формуле:

,

где As и us — соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;

Rbond — расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле

,

здесь Rbt — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

h1 — коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры.

h2 — коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

— для ненапрягаемой арматуры:

h2 =1,0 — при диаметре арматуры ds £32 мм;

h2 =0,9 — при диаметре арматуры 36 и 40 мм;

— для напрягаемой арматуры:

h2 =1,0.

Откуда можно вывести: , где ds – диаметр арматуры.

Анкеровка рабочей арматуры в бетоне элемента

Анкеровка рабочей арматуры в бетоне элемента

а

— сцеплением прямых стержней с бетоном;
б
— крюками;
в
— лапками;
г
— петлями;
д
— приваркой поперечных стержней

• Прямая анкеровка арматуры и лапки применяются только для стержней периодического профиля.
• Для гладких стержней следует применять крюки и петли.
• Лапки, крюки и петли не рекомендуется применять для сжатой арматуры.
• На длине анкеровки должен быть достаточный защитный слой бетона и в некоторых случаях, особенно при стержнях диаметром 16 мм и более, поперечное армирование.
• При применении гнутой арматуры (отгибы, загибы концов стержней) минимальный диаметр загиба отдельного стержня должен быть таким, чтобы избежать разрушения или раскалывания бетона внутри загиба арматурного стержня и его разрушения в месте загиба.

К специальным мерам обеспечения анкеровки при невозможности обеспечения расчетной длины анкеровки относятся:

— устройство на концах стержней специальных анкеров в виде пластин, шайб, гаек, уголков, высаженных головок и т.п.;

— отгибом анкеруемого стержня на 90° по дуге круга с радиусом в свету не менее 10d

*(1 ¾
ll/lan)
и не менее ограничений для гнутой арматуры (см. выше) с установкой на отогнутом участке хомутов препятствующих разгибанию стержней.

Прямая анкеровка.

Прямая анкеровка арматуры устраивается в местах, где геометрия конструкции позволяет это сделать, и иногда может располагаться в защитном слое бетона. Прямая анкеровка допускается только для арматуры периодического профиля.

Наличие дополнительного обжатия бетона от внешних силовых факторов в зоне анкеровки увеличивает несущую способность самого бетона, тем самым увеличивается эффективность анкеровки (сцепления).

При прямой анкеровке в защитном слое бетона продольное усилие пытается сколоть защитный слой касательными напряжениями.

Рис. 1. Возможность скалывания защитного слоя бетона при анкеровке.

Наши нормы не оговаривают длину анкеровки в зависимости от расположения стержня в конструкции, поэтому анкеровку в защитном слое бетона не рекомендуется выполнять без наличия поперечной арматуры или каких-то других дополнительных мероприятий (увеличенная длина анкеровки, установка верхней перпендикулярной продольной или поперечной арматуры, увеличение защитного слоя, устройство отгиба и т.д.), с помощью которых будут восприниматься касательные напряжения и исключено скалывание защитного слоя бетона.

Установка по верху перпендикулярной продольной арматуры в зоне анкеровки увеличивает зону скола защитного слоя бетона, но при этом ее применение по сравнению с установкой поперечной арматуры менее эффективно.

Шаг и диаметр хомутов в зоне прямой анкеровки в защитном слое бетона определяется в зависимости от типа хомута и диаметра продольной арматуры.

Расчетная длина прямой анкеровки арматуры в бетоне определяется

(СП 52-101-2003 п. 8.3.22 или СП 63.13330.2012 п. 10.3.25):

Для элементов из мелкозернистого бетона группы А требуемая расчетная величина длины анкеровки должна быть увеличена на 10ds для растянутого бетона и на 5ds – для сжатого.

Допускается уменьшать длину прямой анкеровки стержней ненапрягаемой арматуры в зависимости от количества и диаметра поперечной арматуры в зоне анкеровки, вида дополнительных анкерующих устройств (приварка поперечной арматуры) и величины поперечного обжатия бетона в зоне анкеровки (например, от опорной реакции), но не более чем на 30%.

В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее 15ds и 200 мм, а также не менее 0,3×lo,аn.

Расчетная длина прямой анкеровки растянутой (не напрягаемой) арматуры при k=1 класса А400:

Расчетная длина прямой анкеровки растянутой (не напрягаемой) арматуры при k=1 класса А500:

Расчетная длина прямой анкеровки растянутой (не напрягаемой) арматуры при k=1 класса А500СП с эффективным профилем:

Примечание: отношение в таблицах Lан/ds для не напрягаемой арматуры диметром больше 32 мм нужно разделить на коэффициент 0,9.

Анкеровка продольного стержня с помощью специальных устройств

1

— бетон;
2
— анкеруемый стержень;
3
— круглая или квадратная, стальная шайба;
4
— сварка;
5
— обжатие;
6
— высаженная головка;
7
— стальной уголок;
8
— резьба

Смещение стержней арматуры при соединении без сварки

Смещение стержней арматуры при соединении без сварки

Соседние соединения арматуры по длине должны быть разнесены в разбежку так, чтобы в одном сечении одновременно соединялось не более 50% арматуры. В качестве одного расчетного сечения элемента, рассматриваемого для определения относительного количества стыкуемой арматуры в одном сечении, принимают участок вдоль стыкуемой арматуры длиной 130% длины нахлеста стержней. Считается, что стыки арматуры расположены в одном расчетном сечении, если центры этих стыков находятся в пределах этого участка [раздел 6.1 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва 2009)]

Длина анкеровки зависит от профиля и диаметра стержня, напряженного состояния бетона в зоне анкеровки (сжатие/растяжение), наличия поперечной арматуры в зоне анкеровки, фактического напряжения в стержне относительно его максимального значения и других конструктивных факторов.

Способы анкеровки

Закрепить арматуру в железобетоне можно несколькими способами. Выделяют следующие виды закрепления:

• с использованием приспособлений, устанавливаемых на края армирующих элементов;
• монтаж арматуры в виде выступов для прямых конструкций;
• с применением поперечных элементов из металла;
• методом установки специальных петель, лапок или крюков.

Только для армирующих изделий с периодическим профилем предусмотрено закрепление прямых составляющих. Повышая прочность бетона, реально значительно увеличить сцепление бетонирующей смеси с анкеровкой. На качество закрепления также повлияет наличие или отсутствие поперечного сжатия. Согласно технологии использование специальных крюков разрешено исключительно для арматуры с гладкой поверхностью. Лапки применяют для армирующих элементов с периодическим профилем.

В случаях, когда для анкеровки выбирают строительные петли, важно соблюдать равенство величины растягивания обоих концов. Пренебрежение этим правилом приведет к значительному снижению сцепления элементов. Если нужна повышенная прочность конструкции, которую не могут обеспечить приведенные выше способы, применяют приспособления для отдельных арматурных стержней и усиливают закрепление методом приваривания поперечных элементов. Для этого берут прутья 6 мм в сечении, используют 2-4 поперечных элемента.

Требования нормативных документов к арматурным соединениям

СНиП гласят, что бетонный фундамент должен быть укреплен минимум двумя арматурными каркасами. Для частной стройки чаще применяют стыковку арматуры внахлест методов вязки, так как этот способ бюджетный и более доступный, не требующий гидравлической установки или сварочного аппарата. Для соединения данным способом рекомендуется использовать арматуру с диаметром не больше 40 мм.

Расстояние между стержнями, которые соединяются сваркой внахлест, должна быть более 25 мм, что позволяет бетону проникать во все узкие места конструкции. Для стержней с диаметром больше 25 мм следует выдерживать дистанцию, равную диаметру арматуры.

Дистанция между армирующими прутьями по ширине фундамента должны составлять не больше 8 сечений этих прутьев. Если производится стыковка арматуры внахлест с помощью вязки, то дистанция между стержнями получается нулевая: она определяется только профильными выступами. Наибольшая дистанция в этом случае должна быть не больше 4-ех диаметров арматурных прутьев.

Расстояние между самими стыками, расположенными рядом, принимается 30 мм и более.

Совет специалистов

Специалисты рекомендуют использовать опрессованную стыковку арматуры, а не внахлест или винтовые муфты, если нужно соединить стержни сечением больше 25мм. Данные типы соединений позволяют:

• увеличить уровень безопасности строения благодаря повышенной прочности стыковки;
• снизить расходы на армирование, так как нахлестный способ предусматривает до 25% дополнительного перерасхода арматуры.

Длина и особенности ее расчета

Чтобы правильно рассчитать длину заделки арматуры, к учету берут множество показателей. Важно выдерживать необходимую величину, которая будет заложена в железобетон. Расчеты производят с максимальной точностью. Для определения длины анкеровки проектировщики используют графики, составленные на основании напряжения в прутьях и класса армирующих элементов.

Работу с графиками сможет осуществить любой специалист в области строительства. Рекомендованную длину арматурного стержня определяют следующим способом:

1. Определяют величину растяжения изделия по оси абсцисс.
2. Опускают линию до нужной марки бетона.
3. Находят точку пересечения перпендикуляра от оси абсцисс с полученным отрезком.
4. Обозначив точку Rа, проводят параллель до оси ординат.
5. Полученная точка укажет на оптимальную длину арматурного стержня.

Той же методикой пользуются для работы с другими графиками. Если невозможно выдержать рекомендованную длину закрепления, необходимо оснастить края арматуры специальными элементами. Такие приспособления выполняют роль анкеров. Изготавливают крепежи в виде пластинок, крюков и уголков.

Показатели для расчета

Для максимально точного расчета длины анкеровки армирующих элементов во внимание принимают следующие данные:

• сечение арматуры;
• вид профиля;
• марку бетона;
• длину конструкции и глубину укладки армирующих элементов;
• метод заделки стержней;
• напряжение в месте сцепления.

Быстро произвести расчет величины позволяет таблица. В ее состав могу входить разные показатели. Подобные таблицы входят в состав программ для расчета анкеровки на ПК. Использование таких методик приемлемо для непрофессионального строительства. В профессиональной сфере так проводят предварительные расчеты. Окончательный показатель рассчитывают по формулам.

Для проведения расчетов с использованием формул необходимо иметь инженерное образование и опыт в сфере строительства. Начинающие строители могут:

• воспользоваться услугами профильных компаний;
• определить приблизительное значение при помощи таблиц, графиков и программ.

Учитывая тот факт, что от качественной анкеровки зависит окончательный результат строительства и прочность конструкции, рекомендовано заказывать расчеты в специализированных фирмах. Лучше оплатить работу специалистов, чем впустую потратить дорогие строительные материалы.