Площади арматуры сечения: таблица и пример самостоятельного расчёта

Как рассчитать площадь поперечного сечения арматуры?

Головна » Статті

Статті

Автор Редакция Опубліковано 29.07.2020

С момента появления железобетона стальная арматура является основным строительным материалом. Причем с активным распространением монолитных технологий она стала еще более востребованной, а способы ее применения стали более вариативны и разнообразны.

Современная металлургическая промышленность производит данный вид горячекатаного проката с гладким и периодическим сечением и диаметром от 8 до 40 мм. В связи с расширением промышленного освоения сортамент применяемых арматурных сталей также значительно увеличился, а форма периодического сечения кардинально трансформировалась. И если в прошлом веке в основном использовались стержни с кольцевым профилем, то сегодня их уже почти вытеснила арматура с двух- и четырехсторонним серповидным профилем. Такое решение значительно повысило прочность и долговечность железобетонных конструкций, но в то же время усложнило выполнение расчетов по вычислению поперечного сечения арматуры.

Математические азы

Перед тем как рассчитать площадь поперечного сечения арматуры, необходимо вычислить диаметр стержня. С гладким прокатом проблем не возникнет, так как такие измерения можно легко выполнить самостоятельно.

Определяем диаметр

В зависимости от ситуации, можно пойти двумя путями:

• воспользоваться штангенциркулем и замерить диаметр в миллиметрах прямым способом;
• замерить измерительной лентой длину окружности стержня (L) в поперечной плоскости. Полученный размер поможет рассчитать диаметр, используя базовую формулу: L = π × D.

Например, при измерении гладкой арматуры вы получили 57 мм. Следовательно, диаметр стержня равен D = L/π = 57/3,14 = 18,15 мм. Таким образом, у вас в наличии арматурная гладкая сталь диаметром 18 мм. А десятые доли лишь указывают, что измерения проводили не совсем точно или с использованием не откалиброванного измерительного инструмента.

Определяем площадь поперечного сечения

Здесь опять-таки воспользуемся элементарной формулой из геометрии.

S = π × R2 = ¼ × π × D2,

где π – математическая константа, а D – полученный диаметр арматурного стержня в миллиметрах.

Выполним расчет для все той же арматуры 18.

S = ¼ × π × D2 = 0,25 × 3,14 × 18 × 18 = 254 мм2

Выполнение расчетов для периодического профиля

В этом случае именно наличие рифлей и продольных ребер не позволяет точно вычислить базовые размеры, необходимые для вычисления. В свою очередь стандарты говорят, что номинальный диаметр стержневой горячекатаной арматуры с периодическим профилем можно считать, как размер, соответствующий номинальному диаметру равновеликих по площади поперечного сечения круглых гладких сторон. Согласитесь, для большинства людей это определение звучит довольно туманно.

На самом деле в нем нет ничего сложного и оно означает, что для определения диаметра арматурного стержня с периодическим профилем нужно взять наибольший диаметр проката по рифлям и наименьший по гладкому участку. Затем полученные размеры суммируются и делятся пополам. Таким образом рассчитывается средний диаметр, который можно использовать для типовых и упрощенных расчетов.

Гораздо трудней в этом случае правильно произвести измерения. Проектировщики рекомендуют по возможности лучше уточнять все параметры проката сразу у металлотрейдера, но если все же надо выполнить замеры самостоятельно, то делают их минимум по трем контрольным точкам при измерении наибольшего диаметра по выступающим элементам и при измерении размера прутка по гладкой части.

Например, по рифлям у вас получилось 22 мм, а по гладкой стороне – 18 мм. Делаем вычисления:

• средний (расчетный) диаметр D = (D` + d)/2 = (20 + 18)/2 = 20 мм.
• площадь сечения S = ¼ × π × D2 = 0,25 × 3,14 × 20 × 20 = 314 мм2.

Но данный метод позволяет получить лишь приблизительное значение, так как у арматуры с разным профилем длина, высота и количество рифлей на 1 м.п. могут значительно разниться. Причем именно эти расхождения часто ставят в тупик людей, далеких от проектных расчетов и производства металлопроката, но желающих самостоятельно осуществить строительство фундамента под дом или хозяйственные постройки. Поэтому в таких случаях лучше воспользоваться типовыми табличными данными.

арматура строительство

Арматура и фундамент: расчет сечения.

главная — Фундаменты

Андрей Дачник
11 сентября, 2016

Глава из книги «Мелкозаглубленный ленточный фундамент»

Минимальное содержание арматуры в мелкозаглубленном ленточном фундаменте

Пункт 7.3.5 СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» определяет минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры в железобетонном элементе не менее 0,1 % от площади рабочего сечения этого бетонного элемента. 

То есть для мелкозаглубленного ленточного фундамента высотой 1 метр  (1000 мм) и шириной 50 см (500 мм) минимальная площадь сечения продольной арматуры  должна составить 500 мм2 .   

 При армировании мелкозаглубленных ленточных фундаментов, служащих опорой под колонны (например, при строительстве монолитного железобетонного каркаса здания) площадь сечения продольной арматуры для ребра Т-образного ленточного фундамента предусматривают с процентом армирования 0,2-0,4 %  в каждом ряду. [Раздел 1, Приложение 1  к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва, 2007]

Номер (номинальный диаметр) стержней арматуры и их количество в сечении обычной прямоугольной мелкозаглубленной фундаментной ленты можно определить по таблице:

EC2: Минимальная и максимальная продольная арматура

7.3.2 Минимальные армированные участки

(1)P Если требуется контроль трещин, необходимо минимальное количество связанной арматуры для контроля образования трещин в областях, где ожидается растяжение. Величина может быть оценена по равновесию между растягивающей силой в бетоне непосредственно перед растрескиванием и растягивающей силой в арматуре при текучести или при более низком напряжении, если необходимо ограничить ширину трещины.

(2) Если более строгие расчеты не показывают, что меньших площадей достаточно, требуемые минимальные площади армирования можно рассчитать следующим образом. В профилированных поперечных сечениях, таких как тавровые балки и коробчатые фермы, минимальная арматура должна быть определена для отдельных частей сечения (стенки, полки).

A _{S, Mín} · σ _S = K _C · K · F _{CT, EFF} · A _CT

(7,1)

Где:

9000. 0004

9.2.1 Продольная арматура

9.2.1.1 Минимальная и максимальная площади арматуры

(1) Площадь продольной растянутой арматуры не следует принимать менее А _с,min .

Примечание 1: См. также 7.3, где указана зона продольной растянутой арматуры для предотвращения растрескивания.

Примечание 2. Значение A _s,min для лучей, используемых в стране, можно найти в национальном приложении. Рекомендуемое значение указано ниже:

A _{S, MIN} = 0,26 · F _CTM /F _YK · B _T · D, но не менее 0,0013 · B _T · D

(9.1n)

:

• b _t – средняя ширина зоны растяжения; для тавровой балки с сжатой полкой при расчете значения b _t

учитывается только ширина стенки

• f _ctm следует определять по соответствующему классу прочности по таблице 3.1:
  f _ctm = 0,30 × f _ck ^(2/3) , f _ck ≤ 50
  f _ctm = 2,12·Ln(1+(f _см /10)), f _ck > 50/60
  с f _см = f _ck +8 (МПа)

(2) Секции, содержащие меньше арматуры, чем A _s,min , следует считать неармированными.

(3) Площадь поперечного сечения растянутой или сжатой арматуры не должна превышать A _{с, макс.} местоположений вне круга.

Примечание. Значение A _s,max для лучей, используемых в стране, можно найти в национальном приложении. Рекомендуемое значение 0,04·A _c .

9.3 Сплошные плиты

(1) Этот раздел применяется к односторонним и двусторонним сплошным плитам, для которых b и l _eff не менее 5h (элемент, для которого минимальный размер панели не менее в 5 раз больше общей толщины плиты).

9.3.1 Армирование на изгиб

9.3.1.1 Общие положения

(1) Для минимального и максимального процентного содержания стали в основном направлении применяются пункты 9.2,1,1 (1) и (3).

(2) В однонаправленных плитах должна быть предусмотрена вторичная поперечная арматура в размере не менее 20% от основной арматуры. В зонах вблизи опор поперечное армирование основных верхних стержней не требуется, если отсутствует поперечный изгибающий момент.

(3) Расстояние между стержнями не должно превышать s _{макс,плиты} .

Примечание; Значение s _max,slabs для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение:

— для основной арматуры, 3·h ≤ 400 мм, где h — общая высота плиты;
— для вторичной арматуры, 3,5·h ≤ 450 мм

В зонах с сосредоточенными нагрузками или зонах с максимальным моментом эти положения становятся соответственно:
— для основной арматуры, 2·h ≤ 250 мм
— для вторичной арматуры 3·h ≤ 400 мм.

9.5 Столбцы

(1) В этом разделе рассматриваются столбцы, для которых больший размер h не превышает меньший размер b более чем в 4 раза.

9.5.1 Общие положения

9.5.2 Продольная арматура

(1) Продольные стержни должны иметь диаметр не менее Φ _min .

Примечание. Значение ¢min для использования в стране можно найти в национальном приложении. Рекомендуемое значение 8 мм.

(2) Общее количество продольной арматуры должно быть не менее A _s,min

Примечание: значение A _s,min для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение определяется выражением (9.12N)

A _{с, мин} = max (0,1·N _Ed /f _ярдов ; 0,002·A _c )

2 (9,12N), где

(9,12N) :

• f _ярдов расчетный предел текучести арматуры
• N _Ed — расчетная осевая сила сжатия

(3) Площадь продольной арматуры не должна превышать A _s,max

Примечание: Значение A _s,max для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение составляет 0,04·A _c за пределами точек нахлеста, если только не будет доказано, что целостность бетона не нарушена и что полная прочность достигается при ULS. Этот предел следует увеличить до 0,08·А _c на кругах.

(4) Для колонн с многоугольным поперечным сечением в каждом углу должно быть размещено не менее одного стержня. Количество продольных стержней в круглой колонне должно быть не менее четырех.

9.6 Стены

9.6.1 Общие положения

(1) Этот раздел относится к железобетонным стенам с отношением длины к толщине 4 или более, в которых армирование учитывается при расчете на прочность

9.6.2 Вертикальная арматура

(1) Площадь вертикальной арматуры должна лежать между A _s,vmin и A _s,vmax .

Примечание 1: Значение A _s,vmin для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение 0,002·A _c .

Примечание 2. Значение A _s,vmax для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение составляет 0,04·Ac за пределами точек нахлеста, если только не будет доказано, что целостность бетона не нарушена и что полная прочность достигается при ULS. Этот лимит может быть удвоен на кругах.

(2) Если минимальная площадь армирования, A _s,vmin , является определяющей в конструкции, половина этой площади должна располагаться на каждой грани.

(3) Расстояние между двумя соседними вертикальными стержнями не должно превышать трехкратной толщины стены или 400 мм, в зависимости от того, что меньше.

9.6.3 Горизонтальная арматура

(1) На каждой поверхности должна быть предусмотрена горизонтальная арматура, идущая параллельно лицевой стороне стены (и свободным краям). Он должен быть не менее А _{с, чмин} .

Примечание. Значение A _s,hmin для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение составляет либо 25% вертикальной арматуры, либо 0,001·A _c , в зависимости от того, что больше.

(2) Расстояние между двумя соседними горизонтальными перекладинами не должно превышать 400 мм.

9. 8 Фундаменты

9.8.1 Фундаменты колонн и стен

(1) Минимальный диаметр стержня Φ _{мин 9Необходимо указать 0012}

Примечание. Значение Φ _min для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение 8 мм.

Минимальный и максимальный армирование в Beam

Минимальный и максимальный армирование в луче приведены в IS 456 2000

ØAS _{MAX = 4%BD (максимальное усиление в балке)}

Ø _{MIN MIN MIN MIN MIN MIN MIN MIN . /f y     (Максимальное усиление при растяжении)}

 Для понимания с примером

Нажмите здесь

Код определяет процент армирования, который будет использоваться в балке как для макс., так и для мин.

Но в целом существует много типов арматуры, используемых в балках

• Армирование на растяжение
• Армирование на сжатие
• Армирование на сдвиг и многие другие

В этом блоге мы сосредоточимся на минимальном армировании а также максимальное усиление в целом.

• Минимальная арматура при растяжении Армирование

Минимальная арматура указана в коде IS в виде добавленного изображения.

Но если вы похожи на меня, мы не можем понять это, поэтому мы можем объяснить это на примере

Предположим, у вас есть Балка Длина 3 м с поперечным сечением 200 мм x 300 мм 

As _мин. = 0,85 бод/год

Как мы знаем b=200 мм d=300- Эффективная крышка (но эффективная крышка зависит также от диаметра стержня, поэтому для упрощения и безопасности мы берем всю глубину d ≈   D=390 ) и F _y = нормативная прочность стальной арматуры = 415 )

Т.о. As _мин = 0,85* 200*350 / 415 = 143,3 мм2 Т. мин.  / Площадь одного бара 

• Макс.