Нахлест арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента
Соединение арматуры нахлестом – самый распространенный вариант для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента в дачном строительстве из-за своей очевидной простоты исполнения. Однако есть целый ряд требований, которые необходимо выполнить, чтобы обеспечить правильную работу соединяемой арматуры.
Пункт 8.3.26 СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры" (Москва, 2004) определяет все известные способы соединения арматуры: а) стыки внахлестку без сварки: - с прямыми концами стержней периодического профиля; - с прямыми концами стержней с приваркой или установкой на длине нахлестки поперечных стержней; - с загибами на концах (крюки, лапки, петли); при этом для гладких стержней применяют только крюки и петли; б) сварные и механические стыковые соединения: - со сваркой арматуры; - с применением специальных механических устройств (стыки с спрессованными муфтами, резьбовыми муфтами и др.).
В этом перечне нет соединения арматуры "свободным или связанным перекрестием". Таким образом "соединение арматуры перекрестием" на самом деле является разрывом арматуры.
Соединение арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента нахлестом допустимо по разным данным для арматуры диаметром до 36 мм [пункт 12.14.21.1 ACI 318-05] или 40 мм [пункт 8.3.27 СП 52-101-2003]. Это ограничение связано с отсутствием экспериментальных данных по соединениям нахлестом для арматуры больших диаметров. Соединение арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента не должно размещаться в местах концентрированного приложения нагрузки и местах наибольшего напряжения. Соединение арматуры нахлестом может производиться со связкой стержней вязальной проволокой или без нее. C точки зрения экономии (перерасход арматуры на нахлесты до 27%), и безопасности здания (ограничение объема бетона в месте стыков), арматуру диаметром свыше 25 мм рекомендуется соединять механическим способом (винтовые муфты или опрессованые соединения). В случае свободного соединения с нахлестом расстояние между стыкуемыми нахлестом стержнями арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента по вертикали и горизонтали должно быть не менее 25 мм или 1 диаметр арматуры, если диаметр арматуры больше 25 мм для обеспечения свободного проникновения бетона. Максимальное расстояние по ширине ленты фундамента между стыкуемыми свободным нахлестом стержнями должно быть не более 8 диаметров стержней арматуры [пункт R611.7.1.4 IBC 2003]. Если стержни соединяются со связью проволокой, расстояние между ними обусловлено лишь высотой выступов периодического профиля и может приниматься равным нулю. В то же время, максимальное расстояние между стыкуемыми стержнями арматуры не должно превышать 4-х диаметров стержней арматуры [раздел 6.1 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва 2009)]. Расстояние между соседними парами стыков стержней арматуры внахлестку (по ширине железобетонного элемента) должно быть не менее 2-х диаметров стержней арматуры, но не менее 30 мм.
Соединение стрежней арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента внахлест без сварки
Соседние соединения арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента 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)]. По нормам ACI 318-05 минимальное расстояние между стыками арматуры по длине составляет 61 см. В нормативах ACI 318-05 рекомендуется делать свободные (не связанные) соединения стержней арматуры в предварительно не напряженных конструкциях. Это объясняется тем, что при свободном соединении бетон охватывает все стороны каждого арматурного стержня и фиксирует стержень арматуры надежнее, чем при обхвате неполной окружности стержня при связке его проволокой с соседним стержнем. Длина нахлеста стержней арматуры в любом случае должна быть не менее не менее 20 диаметров стыкуемой арматуры и при этом и не менее 25 см [пункт 5.38 Пособия к СП 52-101-2003]Не более половины всех стержней в одном расчетном сечении элемента фундаментной ленты могут иметь соединения. Стыкование отдельных стержней арматуры и сварных сеток без разбежки допускается при использовании арматуры для конструктивного (нерабочего) армирования.
Длина нахлеста стержней арматуры мелкозаглубленного ленточного фундамента при соединении (анкеровке) определяется из условий, по которым усилие, действующее в арматуре, должно быть воспринято силами сцепления арматуры с бетоном, действующими по длине анкеровки, и силами сопротивления соединения стержней арматуры. Нормы ACI 318-05 для арматуры, работающей как на растяжение (нижний ряд армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента ), так и на сжатие (верхний ряд арматуры) предусматривают нахлест стержней не менее 30 см [пункты 12.15.1 и 12.16.1]. В Международных строительных нормах [пункт R611.7.1.4 IBC/IRC 2003] минимальная длина нахлеста стержней определяется как 40 диаметров стрежней соединяемой арматуры. В справочном пособии «Нормативные требования к качеству строительных и монтажных работ» (СПб, 2002) в разделе 3.2 для арматуры А400 минимальный нахлест определен в 50 диаметров стержня арматуры. Величина нахлеста зависит и от класса (марки бетона: если для бетона класса В15 (M200) минимальный нахлест составляет 50d (диаметров арматуры), то при использовании бетона класса В20 (M250), нахлест можно уменьшить до 40d. Для бетона класса В25 (M300) минимальный нахлест равен 35d. Для арматуры А-I и А-II минимальный нахлест равен 40d. Всегда в расчетах принимается наименьший из диаметров стрежней соединяемой арматуры. Однако рекомендуемые расчетные значения нахлеста исходя из диаметра арматуры, класса бетона и других условий, могут оказаться значительно больше, чем минимально допустимые (в 2-3 и более раз). Более точные значения величин нахлеста стрежней арматуры при прямых свободных и связанных соединениях без сварки можно посмотреть в следующих таблицах: