Как сделать армирование арки по бетону
Бетон остается ключевым стройматериалом, который используется на разных этапах возведения конструкций. Но несмотря на свою прочность, он может деформироваться под влиянием разнообразных факторов. Давно было подмечено, что материал хорошо выдерживает усадку и плохо – растяжение. При неравномерной нагрузке, так называемые зоны растяжения дают трещины в бетоне, и постройка разрушается. Поэтому чтобы избежать преждевременной коррозии и повысить износоустойчивость зданий, стали использовать метод армирования. Он заключается в придании бетону вспомогательного укрепления при помощи добавления связанной между собой арматуры.
Прочность соединения арматуры с бетоном довольно велика. Она не разрушается даже при сильных температурных перепадах, потому что коэффициенты их теплового расширения почти идентичны. Укрепление бетона ведет к перераспределению нагрузок в зоне растяжения балок (потому что упругость стали значительно выше). Бетон же, в свою очередь, защищает сталь от коррозии и перегрева, например, при пожарах. Все это делает союз бетона и арматуры залогом успешного строительства.
Для более надежного соединения бетона с арматурой, ее изготовляют с рельефной поверхностью. Поверхность может быть с серповидным, кольцевым, четырехсторонним или смешанным покрытием. Последние два вида показывают лучшие результаты сцепления.
Для прочности возводимого сооружения своими руками, нужно четко придерживаться нормы расхода заполнителей и стали. Так, в каждом индивидуальном случае расход материалов будет разным. Для фундамента в среднем эта норма составляет 150-200 кг на 1 кубический метр. Для несущих перекрытий – она увеличивается до 200 кг.
Ранее для данной процедуры брали только металлические (стальные прутья). Сейчас же армирующие материалы для бетона представлены суперпрочными стеклянными, базальтовыми и углеродными соединениями. Широко используют бетон, армированный стеклопластиком, который демонстрирует лучшие показатели по износоустойчивости и делает материал легче. Ему присущ ряд достоинств, которые наглядно показывает таблица.
Так, армированный бетон имеет ряд преимуществ:
- конструкции даже самой замысловатой формы будут надежными;
- устойчивость к температурным колебаниям;
- долговечность;
- армировка позволяет значительно увеличить допустимые механические нагрузки;
- образование трещин почти невозможно.
Но вмести с тем, существует и несколько минусов, которые нужно учесть:
- установка арматуры в уже готовую конструкцию создаст целый ряд проблем;
- вес постройки заметно увеличится, что обязательно нужно учесть при проектировании.
Вернуться к оглавлению
Исходя из конструкции, армирование бетона дифференцируется на несколько основных типов:
Монолитная армировка применяется в основном при производстве железобетонных блоков на заводах. Метод заключается в каркасном монтаже прутьев в один или несколько слоев, которые соединены проволокой по вертикали и в поперечном направлении. Таким образом, получаются крупные ячейки – до 20 см.
Дисперсное армирование являет собой добавку в незатвердевший раствор бетона мелкодисперсных компонентов, так называемой фибры. Она изготавливается на основе стали, базальта, полипропилена или стекловолокна. Сегодня наибольшего признания заслужило армирование бетона частицами стекловолокна.
Использование армирующей сетки довольно распространено, потому что ее установка достаточно легка. Она может быть железной, композитной или полимерной. Стальные сетки продаются в готовом виде размером 0,5×2 или 1,5×2 м. Диаметр ячеек варьируется в диапазоне 15-20 см. Композитная и полимерная сетки считаются надежнее, потому что менее подвержены коррозии.
При желании провести укрепление бетона, нужно разделить работу на несколько этапов. Хотя алгоритм заливки разных поверхностей имеет ряд схожих действий, все же некоторые моменты могут существенно отличаться. Поэтому обратим внимание на несколько универсальных моментов при выполнении этого задания своими руками:
- Первым этапом является осмотр и подготовка площади армирования. Нужно учесть контуры и наклоны участка. Измерить их при помощи уровня и учесть при следующих этапах.
- Сооружение опалубки из деревянных щитков. После необходимо закрепить доски при помощи кольев, забитых в землю. Обязательно опалубка должна превышать высоту предполагаемой заливки. При желании внутреннюю часть досок можно оклеить пергамином, который задержит влагу и сделает поверхность значительно ровнее.
- Подготовка непосредственно самой арматуры. После тщательного осмотра на предмет дефектов, прутья или сетку равномерно укладывают на горизонтальную поверхность и распределяют с учетом контура предполагаемой постройки. Предпочтительнее использовать именно целые прутья нужной длины. Это значительно повысит прочность конструкции.
- Расстояние между прутами должно быть рассчитано заранее и быть одинаковым на всех участках.
- Соединить арматуру можно как с помощью сварки, так и специальной проволоки, соединяя прутья по вертикали.
- Далее непосредственно приступают к заливке объекта, предварительно рассчитав объем (умножаем периметр основания на ширину и высоту). Бетон следует утрамбовать, чтобы избежать воздушных карманов внутри.
- Дождаться полного затвердевания бетона (обычно 2-3 недели) и снять опалубку.
Вернуться к оглавлению
Особенно стоит обратить внимание на материалы, которые не желательно применять для армирования. Сюда можно отнести:
- листовую сталь;
- прутья из алюминия;
- демонтированные трубы;
- сетку-рабицу;
- рельсы;
- прутья длинной до 1 м.
Схема связки прутьев.
Вот еще несколько практичных советов, позволяющих вам избежать проблем при армировании своими руками:
- используйте арматуру и соединяющую проволоку без явных коррозийных признаков;
- выбирая между сваркой и связкой прутьев, отдайте предпочтение второму способу, потому что сварочные швы больше подлежат деформации;
- связанно (приварено) должно быть не меньше половины всех соединений;
- непосредственно в бетон стоит ввести гидроизоляционные добавки, чтобы защитить сталь от ржавчины и тем самым значительно продлить срок эксплуатации сооружения;
- воспользуйтесь пергамином для оклейки внутренней стороны досок опалубки. Он предотвратит излишние испарение влаги при армировании бетона, сделает залитую поверхность заметно ровнее и продлит срок службы самих щитов;
- для армирования разных объектов используют разную по диаметру, поверхности и механическим свойствам сталь. Арматура может изготавливаться как в прутьях, так и в готовых мотках. При ее выборе нужно учитывать назначение армируемой площади и предельные нагрузки. Чем больше нагрузка – тем больше диаметр прутьев;
- следует избегать попадания на арматуру красок или маслянистых веществ;
- рекомендуется использование цельных элементов конструкции (прутьев или сетки заданных размеров). Использование элементов длиной до 1 метра на широких площадках резко снижает износоустойчивость железобетона;
- при армировании стен и пола не забудьте оставить отверстия для электрических проводов и вентиляции.
Вернуться к оглавлению
Армирование бетона применяется для существенного продления срока эксплуатации и усиления несущих способностей конструкций. Существует много вариантов и методов исполнения этой работы.
ОТЛИЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И РУКОДЕЛИЯ И ВСЕ ДЛЯ САДА, ДОМА И ДАЧИ БУКВАЛЬНО ДАРОМ — УБЕДИТЕСЬ САМИ. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.
Для строительства обыкновенных перемычек над дверными и оконными проемами можно использовать любые готовые конструкции, в том числе и подручные материалы (например, на Кубани я часто видел, как проёмы перекрываются распространёнными там столбиками, к которым подвязывают виноград).
С арками и арочными перемычками сложнее – их нужно делать под каждый проем отдельно.
Как правило, технология строительства арок для конкретного дома, должна быть предусмотрена еще на стадии составлении проекта дома. Тогда же выбирается её форма, пролет, стрела подъема и т.п. в том числе и материал из которого вы будете ее делать
Арочные перемычки и перекрытия известны с древнейших времен. Арки известны в строительстве с очень давних времен, настолько, что даже стали чертой присущей некоторым школам строительства (вспомните, например Италию – сразу в голову придут арки).
Их уникальность в строительстве в том, что от любого вертикального давления или нагрузки они получают еще большую прочность, так как возникает лишь дополнительное сжатие по радиусу арки.
Арки ранее делали из обычного камня или кирпича, как правило, полнотелого. В настоящее время их главным плюсом являются не какие либо конструктивные достоинства, а прежде всего наше стремление привнести в конструкцию дома особенную изюминку, какой то своеобразный южный шарм, придать ему некий стиль и необычный дизайн, а большое разнообразие современных строительных материалов позволяет делать арочные перемычки практически из чего угодно.
Как уже было сказано, ранее арки строили вместе со стеной которая полностью выкладывалась из полнотелого кирпича и арки были ее конструктивным элементом, неотделимым от общей конструкции стены.
Так как сейчас такое делается редко, то арки выполняются отдельно и служат для украшения фасада дома. По этой причине для их строительства берут клинкер или силикатный кирпич, который прекрасно сочетается с практически любым материалом, из которого выполнена основная часть стены, будь то керамоблоки, ячеистый или газобетон – правильно приготовленные растворы для кладки надежно свяжут их между собой. Учитывая еще тот факт, что силикатный кирпич достаточно недорог, получаем еще один плюс в применении его в арочном строительстве.
Кирпичи в арке кладутся на обыкновенный цементно известковый раствор. При этом наибольшая толщина шва не может быть более 20 миллиметров, а наименьшая 5.
Требуемое количество кирпича для выкладывания арочной перемычки зависит от толщины стен, и ширины проема который требуется перекрыть.
Так, например, при строительстве так называемой «лучковой арки» (подробнее о лучковых арка читайте здесь) в саму дугу арки укладывается нечетное количество кирпичей, а венчающий ее замковый кирпич (кирпич-замок) укладывается в ее непосредственную вершину, для скрепления конструкции.
Расчеты тут такие: так например, для арки толщина, которой 120 миллиметров, а пролет равен 120 сантиметрам потребуется 17 штук кирпича, если же пролет равен 1,5 метра, то будет нужно 21 штуку.
Перед тем как приступить к кладке арочной перемычки необходимо заранее четко распланировать расположение кирпичей в ней. Для этого делается так называемое «кружало» или шаблон-ориентир на который будут опираться кирпичи при выполнении кладочных работ.
Кружало делают из досок, которые будут повторять форму и очертания будущей арки (если арка большая и рассчитана на большой пролет, то кружало делается из нескольких больших досок) , затем закрепляют и устанавливают его с обеих сторон на временные подпорки, после чего при помощи клиньев и распорок подгоняют к месту кладки.
Обязательно хорошо смочите кирпич перед кладкой арочной перемычки.
Ту часть кирпича, которая не будет контактировать с раствором, рекомендую покрыть водоотталкивающим составом, тем более, если кирпич в дальнейшем вы не планируете подвергать дальнейшей отделке – потом сэкономите время на отмывке кирпича от раствора.
Кладка арочной перемычки ведется всегда одновременно и равномерно с обеих сторон кружала, чтобы избежать перекосов, возникающих при нагрузке.
Очень важно уложить нижние кирпичи конструкции «ложковой» частью перпендикулярно действию усилий распорки, поскольку в нижних ее частях действуют большие усилия.
Укладка кирпичей в арке должна быть завершена точно в ее навершии, то есть ровно посредине радиуса верхней дуги, где на раствор укладывается замковый кирпич (укладывать его нужно с упором и плавно, но без стуков по нему, чтобы конструкция не «раздалась»).
Клинья – распорки, которыми скреплялась деревянная конструкция кружала можно ослабить через час после полного завершения работ по кладке кирпича в перемычке – это позволить кирпичу плотнее сесть на раствор и уплотнит его, в результате чего самоустранятся пустоты возникающие при кладке. По прошествии 4-5 дней, после того как раствор полностью схватится, клинья можно убрать совсем, а конструкцию кружала демонтировать.
3. минимальная толщина шва-0,5 см
4. замковый камень-кирпич в вершине арки – вставляется последним
5. лицевая – фасадная часть арки (архивольт)
6. максимальная толщина шва – 2 см
8. опорный камень – элемент, уложенный непосредственно в опоре арки
9. стрела арки (высота подъема)
10. пята-опора арки. От пят одновременно с обеих сторон начинают кладку арки
Толщина арки (один ряд кладки или два с перевязкой кирпичей) зависит от толщины стены. Ширина проема также влияет на размещение кирпичей в кладке и толщину арки, то есть определяет ее внешний вид.
Таблица 2 : Расчет соотношения между толщиной арки и ее минимальным радиусом
Как проверить компоновку кирпичей
Проконтролировать правильность линии кривизны сегментной арки с радиусом, большим половины ширины проема, и определить размещение в ней кирпичей несложно. Для этого ниже вершины арки на расстоянии, равном радиусу ее дуги, крепят доску с вращающейся рейкой или шнуром.
- вращающаяся рейка или шнур
- доска, расположенная на уровне центра окружности арки
Железобетонные арки – перемычки
В обычном строительстве дома своими руками, чаще применяют не кирпичные арки а монолитные железобетонные. Их можно сделать из заранее приготовленных фасонных элементов, что значительно как сократит время на них затраченное, так и упростит сам процесс их строительства.
Так, например если вы желаете перекрыть арочной перемычкой очень широкий проем, то такой вид арок подойдет как нельзя лучше, потому что стальная арматура в бетоне обладает способностью выдержать большие нагрузки, нежели выполненные из кладочных материалов конструкции.
Другими плюсами залитых, монолитных арок можно назвать невысокую стоимость работ с учетом цены стройматериалов, возможность делать арочные перемычки «хитрых форм» (например с «подлитием» под козырек дома), и то, что их можно сделать примыкающими к несущей стене дома построенного из любых материалов, хоть из самана.
Затрудняется же их выполнение тем что во первых одному сделать их очень трудно, армирование процесс сложный, к тому же придётся вызывать сварщика, если сварные работы Вы сами делать не умеете.
Арочное перекрытие, изготовленное с применением опалубки требует предварительного изготовления формы, которую будут поддерживать специально изготовленные под нее подпорки.
Арматуру гнут по форме будущей конструкции и вяжут между собой для прочности проволокой или приваривают сваркой (реже, но зато надежней).
Получившуюся конструкцию из арматуры аккуратно укладывают в герметичную форму опалубки и заливают бетоном.
Если есть возможность, то лучше объединить саму монолитную арочную перемычку с бетонным поясом стены дома, для чего можно соединить опалубки и арматурные конструкции арки и стены и производить их заливку бетоном одновременно. При таком монтаже арки вся конструкция будет выдерживать более высокие нагрузки.
Армированная конструкция арки, которую заливают бетоном, состоит из нижних и верхних горизонтально-продольных стержней, соединенных вертикально проволокой или хомутами.
Когда делаете арматурную конструкцию, заранее продумайте тот момент чтобы раствор, заливающий ее обеспечил полную ее заливку, в том числе чтобы с внешней стороны арки он окружал арматуру хотя бы на 2 сантиметра, для этого продумайте возможность создания такого зазора заранее, обычно для этого на арматуру надевают металлические кружки или шайбы подходящего размера.
Также не стоит недооценивать и размеры той части арки, которая будет опираться непосредственно на стену. Как правило, он не может быть менее 8 – 10 сантиметров, а лучше больше, 16-20 сантиметров.
В опалубку с формой бетон следует укладывать ка можно аккуратнее, не допускать расслаивания раствора, штыковать его для более плотного охвата раствором арматуры. Также обязательно примите к сведению, что бетон при строительстве арок должен заливаться непрерывно, это очень важно.
Саму опалубку после заливки можно снять уже через недели две. Но учитывайте тот факт, что полной прочности бетонный раствор редко достигает ранее четырех недель.
Это один из самых простых способов возведения арочных перекрытий и перемычек.
От предыдущего он отличается тем, что вместо обычной съемной, фанерно-досочной опалубки используются готовые U-образные элементы, которые заранее сделаны из ячеистого бетона.
В эту-то полость, образующуюся между вертикальными осями буквы U и заливают бетон, предварительно там же сделав монтаж арматуры.
Минус тут один – дорого. Для того чтобы получить более или менее плавную линию арки придется покупать большое количество этих U-деталей (смотрите Рисунок-чертеж 4). Имеет смысл закупать их только в том случае если проем, который придется перекрывать, очень большой, от двух метров и выше. В противном случае арочное перекрытие не будет иметь полукруглую форму, либо останется масса обрезков, которые трудно будет куда то приспособить.
U-образные элементы необходимо собрать на клей предварительно обрезав под нужный угол для герметичного соединения и получения правильной и плавной дуги арки.
В остальном процедура та же что и с деревянной опалубкой: закладывается арматура с заранее подогнанными защитно-дистанционными прокладками для создания внешнего слоя бетона (не менее чем 2 сантиметра, как и в случае с деревянной опалубкой), затем заливают бетон и уплотняют его штыкованием при помощи металлического стержня.
Фасонные U-образные элементы это и есть не что иное как несъемная опалубка.
Опоры поддерживающие конструкцию свежезалитой арочной перемычки не убирайте в течении 2х недель, чтобы бетон получше схватился.
Если же Вам необходимо продолжить в месте примыкания арки дальнейшую кладку стены то просто по ходу кладки подрезайте кладочный материал по линии формирующей арочный изгиб а возникающие пустоты и неровности просто заполняйте кладочным раствором – в принципе все то же что мы рассматривали когда говорили о монтаже арки из кирпича.
Этот способ годится даже для новичков в строительстве своими руками.
Такое арочное перекрытие можно сделать в доме, построенном практически из любых строительных материалов, в том числе и из пенополистирольных блоков или керамоблоков, в этом случае непосредственно над аркой сначала делают так называемую «сердцевину», то есть прямую армированную перемычку. Отходов стройматериалов при таком способе самый минимум, а, следовательно, еще и налицо небольшая экономия.
Как же делать арку таким способом (т.е. с применением пенополистирола) – Чертеж схема 5
Сначала в проёме в том месте где начинается дуга арки (в районе полуметра от уровня пола) закладывают сами термоблоки. Термоблоки временно подпираются при помощи подпорок.
Над будущей аркой делают монтаж пенополистироловых элементов, которые будут служить в дальнейшем в качестве несъемной опалубки. В них делается монтаж арматурной конструкции.
Далее в боковых поверхностях пенополистироловых блоков, по заранее очерченной линии предполагаемой арочной перемычки, делают прорезь в которую вставляют прокладку из стального листа нужной ширины, которая в свою очередь будет препятствовать попаданию строительного раствора во внутренние пустоты термоблоков которые находятся непосрдественно ниже самой арки (тем самым формируется свод).
Далее переходят к заливке бетона в перемычку НАД прокладкой.
Бетон под своим весом будет сползать по пустотам термоблоков а стальной лист – пермычка его остановит.
После того как бетон застынет в течение 2х недель ,временные стойки на которую опирается арочная конструкция, можно будет убрать и произвести демонтаж блоков НИЖЕ перемычки формирующей свод арки.
Также достаточно легкий способ для выполнения его своими руками.
Тут арка скорее имитируется, но внешне выходит то же самое. Вся нагрузка ложится в этом варианте на обычную прямоугольную перемычку, к которой присоединяются блоки из ячеистого бетона (Рисунок 6).
Рассчитывается ширина и длина проема, после чего под них подираются обыкновенные бетонные перемычки, которые используются при строительстве любых домов, в том числе и кирпичных.
Подрезанные под нужную форму блоки клеят к низу перемычки. Для арки с пролётом в 120 сантиметров Вам потребуется всего два подрезанных блока, в остальном, чем шире проем, тем больше блоков подрезать и формировать под окружность придётся. Делается это, как и при любой работе с ячеистым бетоном обыкновенной ножовкой и шлифовальной машинкой (ей лучше выравнивать поверхность).
Клей наносится как на верхнюю поверхность, так и на боковую, для лучшего крепления к откосам.
Вся конструкция из блоков подпирается опорными стойками, на то время пока сохнет клей (это время указано на упаковке со строительными клеями) но в любом случае подождите не менее 3-6 часов, после чего опоры можно будет убрать.
Далее выровняйте ряды при помощи любого кладочного материала, например кирпича ,как показано на рисунке, в принципе можно применить и заливку бетоном с применением съемной опалубки.
Необходимые материалы для строительства арок-перемычек – Таблица 1.
источник
Арки работают под нагрузкой преимущественно на сжатие, а их затяжки — на осевое растяжение. Поэтому при пролете свыше 30 м сборные железобетонные арки становятся экономичнее ферм. В качестве стропильной конструкции наибольшее распространение получили двухшарнирные пологие арки со стрелой подъема f=1/6…1/8 L.
Для изготовления арок применяют бетон классов В30. В50. Арки армируют каркасами из стали класса А-Ш. В качестве хомутов применяют также арматуру классов А-1 и Вр-1, поскольку поперечные силы в арках незначительны. Затяжки арок выполняют с напрягаемой канатной арматурой. Для небольших арок затяжки могут быть стальными гибкими. С целью уменьшения провисания затяжки через каждые 6 м устраивают железобетонные или стальные подвески. Их используют также для передачи нагрузки от подвесного транспорта.
Сечение арок может быть прямоугольным и двутавровым.
Армирование арок чаще симметричное двойное, так как возможны знакомпеременные изибащие моменты.
Арки армируют продольной арматурой классов АII или А-Ш, которую размещают обычно симметрично. Поперечная арматура может быть и классов A-I или Bp-I, так как поперечные силы в арках невелики.
Железобетонные затяжки армируют стержневой арматурой, арматурными канатами или высокопрочной проволокой, рассредоточенной по сечению затяжки, и выполняют предварительно напряженными, что повышает жесткость и трещиностойкость конструкции в стадии эксплуатации. Усилие предварительного напряжения затяжек обычно принимают равным распору арки от постоянной нагрузки.
Арки рассчитывают на вес покрытия и арки, сплошную и одностороннюю нагрузку от снега и сосредоточенную нагрузку от подвесного транспорта.
Большепролетные высокие арки имеют более сложное очертание оси, их обычно выполняют трехширнрными. Распор арки передают на фундаменты и грунты основания. При слабых грунтах для восприятия распора арки устраивают затяжку, распложенную ниже уровня пола.
Подстропильные балки и фермы применяют в средних рядах многопролетных зданий для опирания стропильных балок или ферм в тех случаях, когда их шаг составляет 6 м, а шаг колонн средних рядов- 12 м (рис. 79). Длина подстропильных балок и ферм равна 12 м, однако в дальнейшем предполагается применение этих конструкций длиной 18 и 24 м.
Рис. 79. Подстропильные железобетонные конструкции а — балка; б — ферма
Подстропильные балки используют в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, а подстропильные фермы — в покрытиях со стропильными фермами.
Подстропильные конструкции устанавливают вдоль здания по верху колонн и скрепляют с последними сваркой закладных деталей. Для опирания стропильных конструкций по концам и по середине подстропильных балок и ферм предусмотрены закладные листы с приваренными к ним анкерными болтами. Стропильные конструкции соединяют с подстропильными анкерными болтами и сваркой. В зданиях с подстропильными конструкциями с целью сохранения унифицированной высоты помещений применяют колонны, укороченные на 700 мм, т. е. на высоту опорной части подстропильных конструкций.
Подстропильные конструкции выполняют преднапряженными из бетона классов В30 – В40 и армируют канатами, стержневой или проволочной арматурой с натяжение на упоры. Ненапрягаемую арматуры растянутых раскосов подстропильных ферм определяют из расчета прочности и раскрытия трещин. Крепление стропильных ферм к подстропильным конструкция выполняют монтажной сваркой.
Нагрузка от стропильной фермы передается в виде сосредоточенной силы, приложенной в середине пролета к нижнему узлу подстропильной фермы. Подстропильные фермы рассчитывают по прочности и трещиностойкости с учетом жесткости узлов.
источник
Жесткие арки работают в основном на сжатие и изгиб в вертикальной плоскости. Для восприятия растягивающих усилий, возникающих при изгибе, они должны иметь рабочую арматуру, расположенную в верхней и нижней зонах сечения. Двойное армирование необходимо потому, что в сечениях арок при различных положениях временной нагрузки возникают изгибающие моменты разных знаков. Разница между величинами этих моментов обычно невелика, поэтому часто арки армируют двойной симметричной арматурой. Количество арматуры, назначаемое по расчету, изменяется по длине арки в соответствии с изменением изгибающих моментов.
Применение предварительно напряженной арматуры в арках нецелесообразно, так как не вызывается необходимостью погашать растягивающие напряжения и понижает сопротивление сечений сжимающим усилиям.
В сечениях арки и коробчатого свода (рис. 10.12) стержни рабочей арматуры (2) размещают в основном в поясах сечения. При действии максимального изгибающего момента один из поясов растянут, а арматура другого пояса сжата. Во избежание потери устойчивости сжатые стержни арматуры поддерживают хомутами (6), охватывающими в одном ряду не более трех стержней рабочей арматуры и имеющими диаметр не менее 8 мм. Расстояние между ними должно быть не более 40 см, 15d рабочей арматуры или наименьшего размера сечения арки. В стенках двутаврового и коробчатого сечения ставят хомуты (3), количество которых проверяют расчетом на поперечные силы, действующие в арке. Кроме того, арки работают на изгиб в горизонтальной плоскости совместно со связями в составе ферм; при этом растягивающие усилия воспринимаются рабочей арматурой (1), расположенной у боковых граней сечения. Достаточность этой арматуры должна быть проверена расчетом.
Рис. 10.12 – Расположение арматуры в сечениях арок и сводов
Для создания жесткого арматурного каркаса в арках ставят монтажную арматуру (5), например, во внутренних углах поясов при двутавровом сечении арок, в местах пересечения хомутов поясов и стенок. В коробчатых сводах в верхней и нижней плитах предусматривают распределительную арматуру (7), перпендикулярную рабочей арматуре. У замка коробчатых сводов верхняя плита свода часто служит и плитой проезжей части; в этом случае распределительная арматура верхней плиты является одновременно и рабочей арматурой при изгибе плиты проезжей части в поперечном направлении. В стенках коробчатого и двутаврового сечения ставят продольную арматуру (4) как и в стенках балок.
При больших сжимающих напряжениях в арках (например, очень пологих или гибких) целесообразно применение косвенного армирования спиралями или поперечными сетками.
Раскружаливание арок – это процесс плавного введения их в работу путем постепенной разгрузки кружал. Приступать к этому процессу можно после достижения бетоном клиньев 100% прочности.
До раскружаливания необходимо: 1-определить в бетонной лаборатории фактическую прочность бетона арок с помощью испытаний контрольных образцов; 2-снять опалубку с боковых поверхностей и визуально освидетельствовать состояние бетона арок.Осаживание (опускание) стоечных и башенных кружал производится последовательно по направлению от середины пролета к опорам. Наибольшая величина перемещения арки в местах размещения приборов раскружаливания определяется с учетом упругого обжатия арки и упругой деформации кружал. Это связано с тем, что при снятии нагрузки кружала, освобождаясь, как бы приподнимаются вверх, а затем происходит упругое обжатие бетона арки, то есть приборы раскружаливания работают, а зазора между аркой и кружалами не появляется.
В качестве приборов раскружаливания чаще всего используют деревянные клинья (при малых пролетах), песочницы и гидравлические домкраты.
Раскружаливание забетонированной арки (свода) на арочных кружалах производится в пятах или в замке после набора бетоном необходимой прочности.
Рис, 4.27 – Способы раскружаливания арок: а – опускание в пятах; б – опускание в замке; в – поднятие свода домкратами
При первом способе (рис. 4.27, а), когда приборы раскружаливания размещаются в пятах, распор сохраняется до конца опускания. Это создает определенные неудобства, поскольку кружала зажаты и в них действуют усилия, что требуется учитывать при демонтаже кружал.
Второй способ (опускание кружал в замке) более эффективен. Песочницы устанавливают горизонтально в замке (рис. 4.27, б), и распор постепенно передается на арки. Способ предпочтителен для трехшарнирной арки пролетом до 60 м.
Третий способ – раскружаливание домкратами, установленными в замке арки (рис. 4.27, в). При работе домкратов арка плавно снимается с кружал. После этого на нее передается усилие от распора, а домкраты освобождаются. В арке, таким образом, создаются начальные усилия, обратные по знаку усилиям, возникающим от упругого обжатия, ползучести и усадки бетона. Вследствие этого удается избежать провисания арки в последующем.
источник
Как построить зимний погреб из бетона для продуктовых запасов? Возможно ли использовать энергию грунта для поддержания постоянной температуры? Во сколько обойдётся вся работа по устройству монолитного зимнего хранилища? Пошаговую инструкцию с фото и сметой вы найдёте в нашей статье.
Погреб — необходимый атрибут сельской и загородной жизни. Он является одним из древнейших видов построек, который не изменил свой облик до наших дней. Утепленная яма зимой не промёрзнет, но в ней будет стабильно прохладно. Этот эффект лежит в основе безотказной работы зимнего погреба как хранилища без энергозатрат и с неограниченным сроком службы.
По строению погреба бывают разными — снаружи и внутри дома, подземные и надземные. Мы выбираем золотую середину и строим частично заглублённый (на 50%) погреб с входным тамбуром и естественной грунтовой термоизоляцией. Почему именно этот вид является оптимальным:
- Меньше трудозатрат на разработку котлована (по сравнению с подземным).
- Изъятый из котлована грунт идёт в дело — для утепления крыши хранилища.
- Энергии грунта на глубине ниже промерзания достаточно для поддержания необходимых температурных кондиций.
Стены погреба можно выложить из любого материала, но мы выбрали бетон по следующим причинам:
- В свободном доступе были неограниченные запасы речного гравия, который решили использовать в качестве крупного и мелкого заполнителя одновременно. В итоге для приготовления такого бетона потребовалось приобрести только цемент.
- Арочный свод проще «вылить» из бетона, чем из другого материала, и на нём не собирается вода.
- Технические свойства материала — долговечность, надёжность.
- Монолитная конструкция.
Ещё одна особенность погреба — земляной пол. Безусловно, можно его забетонировать, но это будет в прямом смысле «зарывание труда и денег в землю». Сухой и плотный грунт служит прекрасным основанием и обеспечивает беспрепятственный теплообмен на своей поверхности.
- Общий наружный размер — 4,7х2,4 м.
- Высота над уровнем земли: хранилища без утепляющего слоя грунта — около 1,2 м; тамбура в верхней точке — 2,2 м.
- Внутренние размеры: хранилища — 3,3х2 м, h = 2,1 м (верхняя точка арки); тамбура — 1х2,4 м, h = 2,1 м.
- Лестница — ж/б, ширина 1 м, ступени 300х150 мм, 6 шт. + бетонная площадка 1х1 м.
- Материал стен и перекрытий — адаптированная бетонная смесь с частичным армированием (далее — «бетон»).
- Вентиляция — естественная, через вентканалы.
Для постройки погреба потребуется следующий инструмент:
- Бетономешалка.
- Электроинструмент: болгарка, дрель/шуруповёрт, циркулярная пила, электролобзик *.
- Плотницкий инструмент: рулетка, шнур, молоток, топор, фомка и т. д.
- Шанцевый инструмент: лопаты, возможно, кирка.
- Прочее: тачки, вёдра, мастерки и др.
* — за неимением электроинструмента и бетономешалки все работы вполне можно произвести ручным инструментом
Разбиваем выбранную площадку по размерам (4,7х2,4). Выкапываем котлован на глубину 1 метр.
Примечание. Не нужно далеко отвозить изъятый грунт — он потребуется при утеплении на последнем этапе.
Для удобства и точности работы, чтобы не делать лишних движений, изготавливаем кондуктор в виде рамки размером 4,3х2 м. В месте подпорной стенки бетонной лестницы (1 м от края «при входе») добавляем контур (1х0,2 м). Наружные грани рамки будут служить ориентиром при дальнейшем заглублении грунта под фундамент стен. Иными словами, рамка обозначает внутренние границы помещения.
Выкапываем периметр от стенки котлована до кондуктора на глубину 300 мм. Получилась траншея сечением 300х200 мм. Это грунтовая опалубка для фундамента будущих стен.
Во всех конструктивных элементах применена адаптированная бетонная смесь: на 1 часть цемента — 1 часть песка и 3 части речного гравия. При этом гравий должен иметь разную фракцию от 0,1 до 20–40 мм.
Раскладываем в траншее валуны, крупные булыжники и бутовый камень.
И бетонируем фундамент стен.
При укладке бетона максимально трамбуйте его всеми подручными средствами.
Внимание! Не нужно добавлять в бетон фундамента старый ржавый металлолом, полые трубы и трубки, сетку Рабица, б/у гвозди, полосы. Если есть возможность — армируйте любыми продольными связками проволоки, прутами арматуры, тонкими решётками.
Пока схватывается бетон, нужно изготовить ступени. В нашем случае это будет засыпная лестница. Как её сделать — читайте в нашей статье. В арматуру лестницы нужно ввязать выпуски проволоки для последующей привязки каркасов стен (если они будут).
Примечание. В данном случае применены стены из адаптированного бетона без арматурного каркаса. Это допустимо в связи с малой нагрузкой на конструкцию.
После того как бетон уложен в лестницу, необходимо выдержать паузу — чем больше, тем лучше. В этом случае недостаточно привычных 3 суток — бетон должен как следует отвердеть, иначе есть риск испортить ступени, случайно отломав их края. Плюс скидка на не заводское качество бетона, раствор в нём должен набрать максимальную прочность.
Это время можно использовать для изготовления щитов и арочных ригелей. Для щитов оптимально использовать доску 40–50х250 мм длиной 5 м.
По прошествии 20–25 дней можно приступать к устройству опалубки для стен.
Применение щитов из доски 40х250 мм обусловлено их универсальностью и податливостью дерева к обработке. Стоимость 1 кв. м такого щита вдвое ниже, чем из фанеры, ОСБ или другого материала. После бетонирования стен щиты можно разобрать, а из доски собрать опалубку перекрытий. По завершении всех работ её можно многократно использовать в хозяйстве.
Собираем щиты по 2–3 доски и подрезаем их по внутреннему размеру помещения, т. е. по фундаменту стен.
Таким же образом устанавливаем подрезанные щиты на ступенях лестницы. Раскрепляем опалубку упорами по всем направлениям. В нижней части забиваем колышки и делаем откосы. Перед бетонированием закладываем в опалубку (30–40 см от земляного) пола трубу 150 мм с коленом для вентиляции.
Укладываем бетон в опалубку. Тщательно простукиваем молотком борта — это нужно для выхода воздуха и лучшей усадки смеси. После этого внедряем в сырой бетон закладные петли из проволоки 6 мм или арматурные крюки (для лучшей связки слоёв бетона).
После схватывания первого слоя (через 3 дня) демонтируем и переустанавливаем опалубку и аналогичным образом бетонируем стены до уровня земли.
По достижении уровня земли нам потребуется установка второго («ответного») щита на каждой стене. Устанавливаем опалубку и постепенно бетонируем стены до достижения заданной высоты (1 м).
Используйте откосы в качестве подпоров.
Следите за линейными размерами — не меняйте щиты местами.
Внимание! Обязательно проверяйте диагональ периметра перед укладкой каждого слоя.
Надёжно раскрепляйте верха. Если это возможно, используйте статичные элементы — стены соседних зданий, столбы, крупные камни.
Каждая заливка будет поднимать стены на 50 см, всего потребуется 4–5 заливок.
В тамбурной части рекомендуем заложить продух в виде окна для освещения и усиленного проветривания, и просушки в оттепель. Для этого сбейте короб заданного размера (250х500 мм) без дна и крышки. Установите его в опалубку в выбранном месте (от угла и верха перекрытия минимум 300 мм) и зафиксируйте гвоздями к щитам. При укладке бетона в этом месте не забудьте особенно тщательно простучать опалубку, чтобы смесь зашла под нижнюю грань короба.
Устанавливаем по внутреннему периметру хранилища отбортовочный пояс (по типу армопояса). Для опор используйте срощенную с напуском доску со щитов. Металлические уголки заметно облегчат монтаж и выравнивание. Основная задача отбортовочного пояса — выровнять линию периметра потолка, поэтому горизонтальная доска устанавливается по уровню.
Совет. Можно подвесить по уровню отбортовочную доску на 2–3 гвоздя и потом подогнать под неё подрезанную в размер опору. Другой вариант — «отбить горизонт» уровнем или гидроуровнем, замерить размеры и собрать на земле рамку из доски периметра и опор, а затем установить её целиком.
Монтаж арочных ригелей можно проводить как одновременно с поясом, так и после — на усмотрение мастера. Они должны быть привязаны к опорам. Шаг — 600–700 мм.
После установки ригелей добавляем недостающие стойки и раскрепляем их откосами. Устраиваем сплошной дощатый настил опалубки арочного перекрытия и накрываем его рубероидом в один слой.
Примечание. Рубероид в этом случае нужен не для гидроизоляции потолка, а для герметичности опалубки перекрытия.
Для устройства вытяжки вентиляции в противоположном притоку углу прорезаем отверстие 150 мм и устанавливаем трубу ПВХ.
Армирование будет выполнено в виде сетки из арматуры А3 14–16 мм с шагом 140–150 мм. Здесь понадобятся ограничители, которые в народе именуют «лягушками», высотой 50 мм по 3 шт. на каждый арочный стержень. Они нужны для выдержки защитного слоя бетона.
Ограничитель «лягушка»
На выпуски проволоки или арматурные крюки по длинным стенам навязываем сплошные стержни. Опытным путём устанавливаем длину арочного стержня с учётом защитного слоя. Затем нарезаем в размер нужное количество стержней (25 шт.).
Примечание. Густота армирования может быть и большей, вплоть до ячейки 70х70 мм.
Подвязываем к арочному стержню «лягушки» — одну в середине и по одной в 800 мм с каждого конца и устанавливаем на опалубку.
Навязываем поперечные стержни с шагом 140–150 мм.
Монтируем наружную отбортовку и бетонируем арку густой смесью. В процессе укладки обязательно тщательно простукивать опалубку снизу и по краям.
По краям следует заложить петли из проволоки 6 мм с шагом 300–400 мм. Они понадобятся при устройстве бортика для грунта. Он нужен для того, чтобы грунт не осыпался с покатой крыши, и его не вымыло дождём.
Для этого был использован обычный битум в виде монолитных смоляных кусков. Перед нанесением его необходимо растопить (нагревом), попутно утилизируя деревянные отходы.
Наносим растопленный битум на поверхности, которые будут контактировать с грунтом — крыша и стены хранилища.
Внимание! Рабочая температура битума — до 120 °С. Будьте осторожны во избежание ожогов.
Следует отметить, что форма тамбура может быть любой, в том числе и без уклона. В нашем случае уклон есть. После бетонирования стен должно пройти не менее 21 суток перед устройством перекрытия.
Стены тамбура должны быть очищены от остатков опалубки и готовы к монтажу.
По примеру арочного перекрытия устраиваем внутренний отбортовочный пояс.
В нашем случае крышка тамбура превосходит его размеры на 200 мм. Для устройства такого «свеса» перекрытия потребуется установка опалубки снаружи стен.
После устройства наружного и внутренних бортов сшиваем противоположные внутренние отбортовочные доски сплошным настилом.
Внимание! Все наружные и внутренние борта обеих стен (всего 6 бортов) должны находиться в одной плоскости.
Верха бортов раскрепляются сплошной рейкой.
Армирование крышки тамбура производится аналогично арочному перекрытию — привязываются продольные стержни по стенам и к ним крепится на проволоку сетка из арматуры А3 12–16 мм с ячейкой 140–150 мм.
Бетонирование наклонного перекрытия делается «под крышку». Это значит, что небольшие участки (в нашем случае по 0,5 пог. м) сначала накрываются сплошным настилом, а затем в них укладывается бетонная смесь.
Над козырьком тамбура также будет отбортовка из кирпича, поэтому по периметру нужно заложить проволоку.
Когда полностью высохнет гидроизоляция, нужно засыпать перекрытие хранилища грунтом слоем 300 мм. Окончательный вид получился таким:
После уборки строительного мусора холм над хранилищем будет засеян газонной травой для укрепления склонов.
Для упрощения среднюю высоту стен принимаем за 2 м.
Необходимая длина щитов: внутренний периметр плюс наружный периметр плюс стенка тамбура плюс 10%:
- Рвнутр. = 4,3 х 2 + 2 х 2 = 8,6 + 4 = 12,4 пог. м
- Рнар. = 4,7 х 2 + 2,4 х 2 = 9,4 + 4,8 = 14,2 пог. м
- Стамб. = 1 пог. м
- Lщитов = 12,4 + 14,2 + 1 = 27,6 пог. м
Квадратура опалубки будет равна длине щитов, умноженной на ширину одного щита. При ширине щита 600 мм:
Кубатура доски для опалубки будет равна квадратуре опалубки, умноженной на толщину доски. При толщине 40 мм:
Прибавляем к расчётной кубатуре 15% на подрезку, арочные ригеля и пр. Итого сметный объём доски:
Бетон. Кубатура бетона складывается из суммы объёмов фундамента, стен, перекрытия и лестницы. Поскольку фундамент по ширине равен стенам, прибавляем его высоту к высоте стен. Итого расчётная высота стен:
Объём стен равен наружному периметру плюс длина подпорной стены лестницы умноженному на толщину стены (200мм) и на высоту стен:
- Vстен = (4,7х2 + 2,4 х 2 + 1) х 0,2 х 2,3 = 6,99 = 7 м 3
Объём перекрытия равен площади перекрытия, умноженной на толщину.
Площадь перекрытия хранилища будет равна наружной длине, умноженной на ширину плюс 15% на изгиб арки:
- Sпер. хран. = 3,7 х 2,4 +15% = 8,88 + 15% = 10,2 м 2
Площадь крышки тамбура будет равна наружной длине + 400 мм, умноженной на наружную ширину + 400 мм плюс 20% на уклон:
- Sкр. тамб. = (2,4 + 0,4) х (1,2 + 0,4) +20% = 2,8 х 1,6 + 20% = 5,37 м 2
Итого расчётная площадь перекрытий равна сумме площадей перекрытия тамбура и хранилища:
Объём бетона в перекрытиях равен их площади, умноженной на толщину плиты (200мм):
Объём бетона в лестнице равен сумме объёмов всех ступеней (6 шт.) плюс объём тела лестницы.
Объём одной ступени при размерах 300х150 мм и ширине 1 м будет равен половине произведения длины проступи на высоту подъёма и умноженной на ширину марша:
Объём тела лестницы равен линейной длине марша, умноженной на толщину тела. Чтобы не утомлять читателя вычислениями длины марша из размеров одной ступени через теорему Пифагора, примем её за 2 метра. Достаточная толщина тела засыпной лестница в данном случае будет равна 100 мм:
Пол тамбура тоже бетонный. Его размер 1х1 м, кубатура 0,2 м 3 .
Общая расчётная кубатура конструктивных элементов будет равна сумме полученных объёмов:
- V = 7 + 3,11 + 0,47 + 0,2 = 10,78 м 3 , принимаем 11 м 3
Все эти расчёты были нужны для вычисления количества цемента. Согласно пропорциональному соотношению адаптированной бетонной смеси с речным гравием и песком 1:1:3, объёмная доля цемента должна составить ¼ объёма бетона. К гравию, как к крупному заполнителю, необходимо применить объёмный коэффициент 3. В итоге пропорция изменится на 1:1:9. Тогда объёмная доля цемента будет равна 1/10 бетона, что составит 11/10 = 1,1 м 3 . При плотности цемента 3000 кг/м 3 необходимое количество составит 3000х1,1 = 3300 кг. В мешках по 50 кг это будет:
Общая длина стержней каркаса складывается из суммы длины рабочей и распределительной арматуры. В нашем случае армирование применено на двух перекрытиях — хранилища и тамбура.
Сумма длин стержней в каждом из рядов будет равна длине стены, делённой на шаг (150 мм) плюс один и умноженной на длину примыкающей (перпендикулярной) стены.
Продольные и поперечные стержни в перекрытии хранилища:
- Lпрод. хр. = (3,7 / 0,15 + 1) х 2,4 = 25,66 х 2,4 = 61,6 пог. м
- Lпопер. хр. = (2,4 / 0,15 + 1) х 3,7 = 17 х 2,4 = 62,9 пог. м
- Lст. хр. = 61,6 + 62,9 = 124,5 пог. м
Продольные и поперечные стержни тамбура:
- Lпрод. тамб. = (2,8 / 0,15 + 1) х 1,4 = 27,5 пог. м
- Lпопер. тамб. = (1,4 / 0,15 + 1) х 2,8 = 28,9 пог. м
- Lстерж. тамб. = 27,5 + 28,9 = 56,4 пог. м
Внимание! Учтите в расчётах длину козырька по периметру крышки.
Итого общая длина стержней:
- Lстерж. = 56,4 + 124,5 = 180,9 пог. м или 30 шт. по 6 м
Стоимость материала для строительства бетонного погреба:
источник
01 Авг 2019 admin 21