Армирование – это процесс усиления любой конструкции или изделия с помощью арматуры, которая обычно представляет собой металлические (в некоторых случаях – композитные) стержни, каркасы, сетки. Армирование широко распространено при изготовлении различных армокаменных, железобетонных, армоцементных конструкций и т.д., а также керамических, стеклянных, гипсовых, пластмассовых изделий. Больше всего этот процесс известен в строительстве, где арматура необходима для усиления железобетона.
Для чего нужно армирование и как оно работает?
Армирование конструкций в строительстве выполняется для достижения таких целей:
- Увеличение несущей способности здания, благодаря чему оно эффективно выдерживает высокую нагрузку и долго служит.
- Предотвращение образования трещин. Даже при правильном предварительном проектировании и использовании качественного бетона материал со временем может давать температурные или усадочные трещины. Арматура внутри препятствует их появлению, ограничивает ширину уже образовавшихся трещин и препятствует дальнейшему разрушению здания. Особенно важно это для фундаментов, стен, плит перекрытия и т.д.
- Повышение устойчивости конструкции к динамическим воздействиям и деформациям. Здания испытывают различные воздействия, среди которых – вибрации, изменения температуры, неравномерная осадка и т.д. Наличие арматуры делает конструкцию более устойчивой к ним и снижает риск деформаций. Особенно это актуально в сейсмически активных регионах, где подземные толчки могут вызвать внезапное разрушение.
Основным назначением армирования можно назвать совместную работу арматуры и бетона для повышения эффективности. Дело в том, что у этих материалов разные механические свойства: бетон устойчив к сжатию, а арматура – к растяжению. Вместе они дополняют друг друга благодаря сцеплению. Бетон как бы охватывает стержни арматуры и передаёт нагрузку на них, в результате прочность конструкции заметно повышается. Поскольку арматура находится внутри бетона, она не контактирует с окружающей средой, что защищает от коррозии. Это очень важно, ведь обычно арматурные стержни производятся из стали.
Виды армирования и где его применяют в строительстве
В зависимости от способа выполнения и назначения можно выделить следующие виды армирования:
- Продольное – арматура располагается по длине конструкции и воспринимает растягивающие усилия, противодействует изгибу, благодаря чему препятствует появлению наклонных и вертикальных трещин, которые могут образовываться от растяжения.
- Поперечное – арматуру размещают перпендикулярно продольной оси конструкции и основному рабочему армированию. Обычно это поперечные стержни и хомуты, которые воспринимают поперечные силы, удерживают продольную арматуру и предотвращают скалывание бетона. Иными словами, такое армирование превращает бетон в единую прочную конструкцию и противостоит сдвигам.
- Каркасное – арматуру связывают или сваривают в единое изделие – каркас, то есть плоское или пространственное изделие, состоящее из продольных и поперечных стержней. Такое армирование имеет целью повысить прочность и жёсткость сложных элементов, например балок или колонн.
- Сетчатое – это система стержней, расположенных перпендикулярно друг другу и образующих сетку. Такое армирование обеспечивает равномерное распределение нагрузки, ограничивает образование трещин от усадки и температурных деформаций, сжатия, обычно используется для плоских конструкций, например стен, плитного фундамента, перегородок и т.д.
Кроме того, армирование бывает сварным и вязаным в зависимости от способа соединения, а выбор зависит от свойств арматуры и требований проекта.
Армирование используют почти во всех видах строительных работ, связанных с применением железобетона. Несколько примеров:
- Армирование фундамента необходимо, чтобы обеспечить ему возможность воспринимать неравномерные деформации грунта и растягивающие усилия.
- Колонны армируют для восприятия значительных вертикальных нагрузок от верхних этажей и перекрытий.
- Армирование стен нужно для повышения устойчивости и прочности, поскольку стена воспринимает нагрузки от крыши, ветра, перекрытий. Это особенно важно для несущих, подвальных и подпорных конструкций.
- Армирование балок помогает выдерживать нагрузки от перекрытий, стен и других конструкций, потому что под их действием балка изгибается.
- Плиты перекрытия армируют, потому что им нужно выдерживать собственный вес, нагрузки от перегородок, мебели, людей и т.д.
- Армопояса объединяют части здания в единую систему, поэтому здесь армирование обязательно.
Кроме того, армируют лестницы, кровельные железобетонные конструкции, полы, перемычки над оконными и дверными проёмами, инженерные сооружения и т.д. – это необходимо для обеспечения прочности, долговечности и безопасности.
Основные требования и ошибки при армировании
Усиление конструкций – важный этап строительства, от которого зависит результат. В процессе стоит соблюдать определённые правила армирования:
- Армирование стоит выполнять в строгом соответствии с проектной документацией. Нельзя самостоятельно менять количество, диаметр, расположение стержней и т.д., потому что даже небольшие отклонения от расчётов могут значительно повлиять на несущую способность конструкции.
- Перед началом работ обязательно разрабатывается схема армирования, где указываются: класс арматуры, её диаметр, количество стержней, шаг между ними, расположение верхних и нижних стержней, места стыкования, защитный слой бетона и т.д. Схема формируется с учётом конструкции, которую необходимо усилить.
- Правильный расчёт армирования – ещё одно важное условие. Благодаря расчёту определяют площадь сечения арматуры, диаметр и количество стержней в зависимости от размеров конструкции, планируемой нагрузки, условий эксплуатации и т.д. Кроме того, важно определить процент армирования, то есть соотношение площади арматуры к площади бетона. Существуют определённые требования к количеству арматуры: если её недостаточно, не удастся достичь нужной прочности, а если слишком много, бетонирование может усложниться.
- Важно сформировать необходимый защитный слой бетона. Между арматурой и внешней средой должно быть достаточно бетона, чтобы препятствовать коррозии и обеспечивать надёжное сцепление.
Среди самых распространённых ошибок – неправильный диаметр или шаг арматуры, недостаточное количество стержней, отсутствие поперечного армирования, когда оно нужно, плохая фиксация каркаса, неудачное выполнение стыков и т.д. Способ соединения, длина нахлёста, места стыкования должны соответствовать проекту, поэтому работы по армированию должны выполнять опытные специалисты, которые работают строго по расчётам.
