Расстояние между фундаментами колонн

Армирование колонн. Пояснение к важным пунктам «Руководства по конструированию»

Все, что касается конструирования колонн, изложено в «Руководстве по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)» – пункты 3.59 – 3.72, также важная информация содержится в пунктах 3.73 – 3.90 (их мы разбирать в этой статье не будем).

В данной статье я хочу дать пояснения к важным пунктам руководства, возможно, это поможет вам подойти к конструированию более осознанно.

Итак, начнем разбор.

Пункт 3.60. О гибкости колонн.

Обратите внимание на этот пункт и всегда проверяйте гибкость колонны. Здесь l₀ — это рабочая высота колонны, она принимается согласно указаниям «Пособия по проектированию железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры», r — радиус инерции сечения, h — высота сечения.

В чем суть этого требования? Чем длиннее колонна, тем больше должно быть ее сечение — это основное условие устойчивости. Слишком тонкая и длинная колонна будет гибкой, и шансов потерять устойчивость у такой колонны намного больше. Условие из п. 3.60 позволяет ограничить соотношение длины колонны и ее сечения (будь это высота сечения или радиус инерции).

Пункт 3.62. О защитном слое бетона.

Требование по защитному слою арматуры — очень важное.

Во-первых, согласно п. 3.4 руководства есть четкое требование по ограничению защитного слоя для рабочей арматуры — не более 50 мм. Какова причина такого ограничения? При большем защитном слое бетон колонны просто начнет растрескиваться, необходимо будет устанавливать дополнительные сетки, а в колоннах это делать совсем не рационально.

Во-вторых, согласно таблице 23 защитный слой для рабочей арматуры должен быть не менее 20 мм или не менее диаметра арматуры (например, при диаметре арматуры 25 мм защитный слой должен быть не меньше 25 мм). Это требование тоже обоснованное. При меньшем защитном слое есть риск того, что арматура начнет оголяться, подвергаться коррозии и разрушаться.

Поэтому мы всегда должны придерживаться золотой середины. По моему опыту это 25-30 мм.

Пункт 3.63. О длине рабочей арматуры.

Почему дается ограничение по длине стержня? Коррозия здесь играет очень малую роль. В основном важно удобство укладки арматуры в опалубку. Погрешности при нарезке арматуры тоже бывают, и очень неприятно, когда стержень каркаса не помещается в опалубке. Особенно этот пункт важен для сборных колонн.

Пункт 3.64. О площади рабочей арматуры.

Очень и очень важный пункт. Особенно для расчетчиков. Если по вашему расчету колонна проходит, но площадь ее арматуры больше 5%, будут огромные трудности с размещением этой арматуры в пределах сечения!
Если вы считаете в расчетных комплексах вроде Лиры, всегда проверяйте процент армирования колонн и увеличивайте их сечение, если процент слишком большой.

Особенно важно проверять процент армирования для колонн, арматура которых стыкуется нахлесткой. В месте нахлестки арматуры в два раза больше, и нужно всегда прорисовывать это сечение, чтобы понять, смогут ли строители нормально забетонировать колонну.

Оптимальный процент армирования колонн 2,5-3%.

Как найти процент армирования колонны?
Допустим, сечение колонны 400х400 мм (т.е. ее площадь равна 40*40=1600 см2), площадь арматуры 40 см2.
Процент армирования равен 40*100/1600=2,5%

Пункты 3.65 и 3.66. О диаметрах рабочей арматуры колонн.

Очень важно запомнить требования пункта 3.65 и всех желающих сэкономить (а таких будет много на вашем пути) посылать к этому пункту. А для себя еще важно запомнить, что и для монолитных колонн применение двенадцатки крайне сомнительно — разве что в частных двухэтажных домиках — не зря в руководстве используется слово «допускается» (т.е. можно, но хорошо подумай, прежде чем применять).

По поводу применения стержней разного диаметра очень важно запомнить для себя правило: стержни соседних диаметров в одной конструции применять нельзя! (8 и 10, 10 и 12, 12 и 14 и т.д.). На глаз эти стержни очень легко перепутать, а у строителей арматура не подписана. Берегите их от ошибок и конструкции от аварий.
Вообще стержни разных диаметров можно применять в целях экономии, особенно при больших объемах строительства. Допустим, колонну выгодней заармировать 4d16+4d20, чем просто 8d20; но если таких колонн не 50 штук, а всего две-три, то стоит подумать о строителях, которым ради нескольких десятков метров придется заказывать арматуру разных диаметров.

Обратите внимание на то, что в отличие от балок при армировании колонн нужно избегать установки арматуры в два ряда.

Пункт 3.67. О выпусках арматуры из колонн.

Обратите внимание на то, что выделено жирным. При конструировании колонн стыковка арматуры без сварки очень часто выливается в немалую проблему, особенно если используется арматура не по ГОСТ 5781-82, а по ДСТУ3760:2006. Дело в том, что у арматуры по ДСТУ просто огромная величина нахлестки. К примеру, для арматуры диаметром 25 мм требуется величина нахлестки 1400 мм. Если располагать нахлестку с разбежкой, как оказано на рисунке 71а (там 50% стержней выводятся на одну величину нахлестки, а вторые 50% — на две величины нахлестки), то получается уже 1400 мм и 2800 мм (почти высота этажа). Представьте себе, какой сумасшедший перерасход арматуры будет, если на каждом этаже выполнять такие стыки. А ведь бывает арматура и больших диаметров.
В случае возникновения такой проблемы всегда рациональней предпочесть стыковку арматуры сваркой с накладками (стыкам арматуры будет посвящен отдельный день в марафоне). Если же стыковать сваркой по какой-то причине не получается (не согласен заказчик, т.к. нет квалифицированных сварщиков и т.д.), то следует обратить внимание на вот эти строки из п. 3.67:

«При высоте этажа менее 3,6 м или при продольной арматуре d ≥ 28 мм стыки рекомендуется устраивать через этаж».

На что еще следует обратить внимание при конструировании стыковки арматуры в колоннах?
1) Если колонна небольшого сечения, и арматура в ней расположена довольно насыщено, нужно проверить, как же эта арматура сможет разместиться в местах нахлестки.
2) Обязательно нужно делать на чертеже схему расположения выпусков арматуры из колонны нижнего этажа — чтобы до бетонирования рабочие установили стержни в нужном положении. А то бывает забетонируют все, начинают устанавливать арматуру следующего этажа, и то стержни некуда ставить, то защитного слоя бетона для выпусков не остается (а для выпусков защитный слой должен быть не меньше, чем для основной арматуры).
3) Нужно указывать в ведомости деталей, что стержни диаметром более 18 мм нужно изгибать с соблюдением радиусов загиба (см. рисунок 1в руководства).

Пункт 3.68. О расстоянии между стержнями колонн.

Очень важный пункт. Пустовать пространство армированного железобетона не должно, поэтому стержни устанавливаем не реже, чем через 400 мм.
Но еще важнее расстояние между стержнями. Никогда не забываем, что в свету между стержнями должен нормально пройти бетон (а это не раствор, в нем камни довольно крупной фракции присутствуют).
Еще важнее помнить, что любой диаметр арматуры (10, 18 или 25 мм) — это номинальный диаметр, который не учитывает выступающих серповидных частей арматуры.

В ГОСТе или ДСТУ на арматуру вы можете найти реальный диаметр арматурного стержня, который будет больше номинального (для арматуры 8 реальный размер 9 мм; для арматуры 25 реальный размер 27 мм). В густоармированных сечениях всегда важно прорисовывать размещение арматуры с учетом реальных диаметров.

Пункт 3.69. О конструировании сечения колонны.

Очень важно не забывать о конструктивной арматуре. Как сказано в этом пункте, конструктивная арматура нужна для предотвращения выпучивания при бетонировании. Вы можете в проекте указать рабочую арматуру по расчету, но будет ли с нее толк, если при бетонировании арматура разъедется и для нее не останется защитного слоя бетона?
Если вы армируете сетками, всегда сверяйтесь с рисунком 72 — все ли дополнительные стержни вы поставили, чтобы каркас был достаточно жестким.

Если вы армируете вязаным каркасом, сверяйтесь с рисунком 73. При маленьком сечении колонны дополнительные шпильки не нужны, но чем сечение больше, тем больше шпилек нужно устанавливать. А в самом большом сечении (более 1200 мм сторона колонны) устанавливается уже два хомута (как это показывается под сечением колонны).

Пункт 3.70. О диаметрах поперечной арматуры.

Даже если по расчету у нас получился небольшой диаметр хомутов в колонне, его нужно перепроверить по таблице 24. Чаще всего приходится назначать по конструктивным требованиям диаметр больший, чем получилось по расчету.

На первый взгляд кажется: ну зачем этот перерасход? Но в любых каркасах, сварных или вязаных, всегда соблюдается соотношение продольной и поперечной арматуры, это обеспечивает надежную работу всей арматурной конструкции. В сварных каркасах это особенно важно, так как надежное сварное соединение можно получить лишь при указанном соотношении диаметров свариваемой арматуры.

Пункт 3.71. О шаге поперечной арматуры.

Когда вы определили диаметр хомутов, нужно назначить их шаг. Расчет – расчетом, но окончательно мы всегда сверяемся с таблицей 25. Как видите, шаг хомутов зависит от класса арматуры, это нужно учитывать при выборе. Значение Rac – это расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы.

С процентом армирования μ более 3% нужно быть тоже внимательными – оно сразу вызывает сгущение шага поперечной арматуры. Мало того, при стыковке арматуры в нахлестку, при проценте армирования 3 и более всегда возникают проблемы с размещением арматуры. По возможности такого насыщенного армирования нужно избегать.

Заметьте, если вы стыкуете арматуру в нахлестку, в местах нахлестки всегда идет более частое расположение хомутов.

Если вы применяете арматуру по ДСТУ 3760, проверяйте все требования еще и по «Рекомендациям по применению арматурного проката по ДСТУ 3760-98» и выбирайте худший вариант.

Пункт 3.72. Конструирование колонн с круглым сечением.

Требования пункта 3.72 довольно четкие. Круглыми в сечении должны быть спирали, так как при любом отклонении от круга в арматуре будут возникать дополнительные напряжения. Да и навивочную машину, обеспечивающую спираль не круглого сечения вряд ли можно найти.

Еще хочется добавить, что требования к армированию круглых колонн можно использовать при армировании буроинъекционных свай круглого сечения.

Источник

Правила СНиП и ГОСТ для столбчатых фундаментов

Монтаж столбчатого фундамента является самым экономичным вариантом устройства основания для дома. Такой каркас используется при строительстве легких зданий из дерева, панелей или каркасных листов. Причём желательно, чтобы грунт на участке был малоподвижным или полностью неподвижным с низким расположением уровня грунтовых вод.

Важно: по ГОСТу столбчатый фундамент может возводиться как без ростверка (специального опоясывающего каркаса, снижающего давление на опоры), так и с ростверком.

Особенности и правила строительства

Существует два вида столбчатого фундамента:

В первом случае основание для дома считается более надежным, поскольку нижняя часть опор уходит в глубь грунта ниже отметки промерзания земли. Таким образом, на колонны фундамента не будет происходить давление со стороны пучения грунта в сезон морозов.

В случае с мелкозаглубленным фундаментом столбчатого типа столбы располагаются выше отметки промерзания грунта. Этот тип основания при правильном устройстве является не менее надежным и чаще используется при строительстве в средней полосе России.

Важно: если предусматривается монтаж мелкозаглубленного фундамента на пучнистых грунтах с прослойкой глины, то лучше выбрать грунт до отметки промерзания земли плюс 20 см вниз и засыпать пространство до предполагаемой нижней точки столба крупнофракционным песком. Его следует хорошо утрамбовать, предварительно увлажнив.

Мелкозаглубленный фундамент столбчатого типа имеет опоры, уходящие вглубь грунта от его поверхности всего на 40-60 см.

Согласно стандартам, расстояние между столбами полностью зависит от общей массы здания и сечения колонн. Однако располагать опоры ближе, чем на 1,5 метра друг к другу не рекомендуется, поскольку это обеспечит перерасход материалов и сделает монтаж столбчатого фундамента нецелесообразным. Кроме того, регламентирован и максимальный шаг между колоннами основания. Он не должен превышать 3 м. Размер сечения опор полностью зависит от используемого материала для строительства дома.

Сечение колонн

Согласно стандартам столбы фундамента можно делать круглого либо квадратного сечения. И в том и в другом случае технология монтажа основания нарушена не будет.

Если принято решение делать круглые колонны, то диаметр столбов должен быть в норме 20 см. Однако на практике чаще всего делают столбы сечением 25 см. Заливать раствор можно в специальную опалубку из труб. Какие выбрать, решать мастеру. Металл и асбестоцемент, хоть и являются максимально надежными, имеют при этом высокую цену. В качестве более дешевой опалубки можно использовать пластиковые канализационные трубы или просто скрученный в рулон рубероид. В последнем случае раствор придётся заливать поэтапно, с параллельной обратной засыпкой трубы из рубероида. Это позволит предотвратить её расхождение в диаметре при заливке бетона.

Совет: при покупке пластиковых труб для опалубки поищите некачественные изделия с трещинами или другими дефектами. Такое качество труб на целостность залитых опор не повлияет никак, а вот цену на материал для опалубки при таких условиях можно существенно снизить.

Важно: круглую колонну необходимо армировать при заливке не менее качественно, чем квадратную. Для этого используют специальный заранее приготовленный армирующий пояс из стальных прутьев. Его нужно просто установить в трубу-опалубку перед загрузкой раствора.

Квадратные колонны согласно норма и стандартов можно заливать в специально собранную из деревянных щитов опалубку. Щиты скрепляются в квадратный каркас нужной высоты при помощи хомутов или шпилек. Внутренние стенки опалубки можно укрыть рубероидом для более ровной поверхности залитых столбов и снижения риска повреждения колонн при распалубке.

Квадратные столбы фундамента также армируют металлическими прутами, связанными в единую конструкцию.

Важно: края армирующего пояса не должны достигать края колонны со всех сторон по 1,5-2 см. То есть, металл должен быть утоплен в бетон. Исключение составляет столбчатый фундамент с ростверком. В этом случае продольные пруты арматуры должны выступать за верхний край колонны на 23-35 см.

Раствор для заливки колонн фундамента замешивают из цемента, песка и щебня в соответствии 1:3:5. При этом цемент лучше брать марки не ниже М-400. Колонны будут считаться полностью готовыми и сухими через 5-7 дней при условии сухой и тёплой погоды. Если же погода стоит влажная, то стоит выждать не менее 3 недель до полного высыхания раствора, и только после этого снимать опалубку.

Важно: ранняя распалубка грозит образованием трещин и сколов на поверхности опорных столбов.

Правильное армирование колонн

Все опоры столбчатого фундамента необходимо обязательно армировать для надежности и крепости сооружения. Исключение составляют только столбы круглого сечения, залитые в опалубку из металлических или асбестоцементных несъемных труб.

Армируют все колонны стальными прутами. Для продольной установки применяют прутья класса АIII сечением от 12 до 16 мм. Для поперечного армирования можно использовать пруты с гладкой поверхностью сечением 6-8 мм.

Важно: армирующий пояс лучше всего вязать специальной стальной проволокой, поскольку сварка нарушает свойства металла и снижает прочность готового армирующего каркаса.

Для столбов круглого сечения арматуру изготавливают из трех продольных прутов с расположенными поперечно ребрами. Их шаг должен составлять 15-20 см. Для квадратных опор технология создания армирующего каркаса такая же, с той лишь разницей, что используются четыре продольных прута.

Копка ям

Подготовить ямы под опорные столбы можно как с применением ручного садового бура нужного диаметра, так и с использованием специального инструмента. Удобно формировать выемки под столбы специальным бензорубом или буром ТИСЭ с расшитителем внизу. Такой инструмент позволяет формировать в грунте пространство под башмак колонны.

Важно: если планируется установка съемной опалубки, то сечение ям под колонны нужно делать в 1,5-2 раза большим для более легкого процесса установки и съема опалубки. После монтажных работ колонны потребуют качественной обратной засыпки.

Заливка башмака

У каждого опорного столба фундамента должна быть опорная подушка — своеобразная бетонная плита большего чем колонна сечения. Такая технология изготовления столбчатого фундамента позволяет снизить давление опор на грунт и исключить вероятность его проседания под массой дома.

Опорную подушку делают в два раза больше, чем диаметр или сечение колонны. При этом высота башмака должна составлять треть от общей высоты опорной колонны.

Монтаж башмака производят перед устройством колонны. То есть, сначала в яму нужного диаметра устанавливают опалубку под башмак и заливают в неё раствор. После высыхания опорной подушки можно ставить опалубку для колонны и уже лить бетон.

Монтаж ростверка

Ростверк — опоясывающий опорные столбы каркас, который снижает давление массы дома на каждый из столбов. Сооружается ростверк в случае строительства тяжелого каменного дома из кирпича или газобетона.

Если предполагается строительство тяжелого здания, то под ростверк стоит делать колонны большего сечения, а шаг между ними можно свести до 1 метра. При этом также стоит установить опорные столбы под всеми несущими стенами, на углах дома и на стыках стен.
Ростверк можно выполнить из заводского металлопроката или залить из бетона с обязательным его армированием. Если будет использоваться последний вариант монтажа, то прутья армирующего пояса колонн должны выступать над верхней точкой опор на 15-20 см для последующей их вязки с арматурой ростверка.

Важно: гнуть продольные пруты столбов можно только после полного высыхания бетонной смеси.

Армируют железобетонный ростверк поперечными прутами сечением 12-16 мм и продольными прутьями сечением 6-8 мм. Продольные элементы в сетке располагают с шагом 40 см.

Важно: чем шире шаг между колоннами и больше будет масса готового здания, тем прочнее и мощнее должен быть армирующий пояс.

Ширина заливаемого ростверка должна быть идентичной сечению колонн и иметь две трети ширины готовой стены здания. При этом высота обвязывающего пояса должна быть равна его ширине (для легких домов) или превышать ширину в 1,5 раза для домов из кирпича или шлакоблока.
Запрещено углублять ростверк в грунт или делать его вровень с поверхностью земли. Такой монтаж столбчатого фундамента является неправильным и приведет к деформации всей конструкции в результате сезонного движения грунта. Если дом на столбчатом фундаменте с ростверком строится на песчаном грунте, то расстояние от земли до обвязывающего пояса должно составлять не менее 5 см. Если де грунт пучнистый и подвижный, то расстояние между ростверком и верхней кромкой грунта должно быть не меньше 15 см.

Декорировать столбчатый фундамент можно обшивкой из сайдинга с обязательным формированием вентиляционных окон с каждой стороны дома.

Источник